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Definição de Procedimentos de Teste e Meios para Análise e

1. Defini o de Procedimentos de Teste e Meios para An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes BOSCH Termotecnologia S A Maria Cec lia Almeida Freitas Cam es Projecto Final Orientador na BOSCH Termotecnologia S A Engenheiro Francisco Marques Orientador na Feup Professor Jos Barros Basto Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Mestrado Integrado em Engenharia Mec nica Julho 2008 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes A todos que de alguma forma colaboraram neste projecto Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Resumo Este trabalho corresponde etapa final do Mestrado Integrado em Engenharia Mec nica MIEM da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto no qual o Projecto Final Disserta o disciplina de 5 ano abriu a possibilidade de desenvolver um trabalho de car cter mais pr tico em ambiente industrial Ao longo de um per odo de quase 4 meses e meio entre 18 de Fevereiro de 2008 e 4 de Julho de 2008 na empresa BOSCH Termotecnologia foi desenvolvido um trabalho que se descreve no presente texto Este trabalho inicia se com uma breve descri o do Grupo BOSCH dando nfase especial a divis o BOSCH Termotecnologia em Portugal apresentando se uma contextualiza o do projecto realizado Sendo este um trabalho de car cter fundamen
2. Term stato Bimet lico Da an lise de resultados obtidos para os AGU s verifica se que o novo prot tipo n o causou qualquer deteriora o no sensor sendo os resultados obtidos indicativos da garantia de 92 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes fiabilidade dos componentes ap s serem sujeitos ao teste de comprova o da abertura do bimet lico com o prot tipo Esta parte do trabalho demorou cerca de um m s e meio a ser conclu da e ap s a apresenta o dos resultados obtidos aos diferentes departamentos envolvidos na produ o e teste de equipamentos o prot tipo foi aceite e implementado como teste de linha representando um ganho significativo quer a n vel de tempos quer a n vel energ tico 5 3 Hidrogeradores O trabalho realizado com hidrogeradores foi sem d vida o mais extenso uma vez que implicou o estudo de c lculo de incertezas a montagem do sistema de aquisi o e um n mero elevado de leituras realizadas a cada grandeza el ctrica do HDG para cada caudal considerado Foi um trabalho importante para o laborat rio uma vez que permitiu e ir permitir uma caracteriza o mais cuidada dos HDG s Uma vez que aos valores de toler ncia definidos pela MOS foram associados os valores de incerteza inerentes ao equipamento utilizado nesta caracteriza o A n vel de caracteriza o comprovou se a fiabilidade de ambos os tipos de HDG s
3. o de testes de fiabilidade O desenvolvimento da parte pr tica que este trabalho exigiu decorreu no laborat rio de Fiabilidade da empresa BOSCH Termotecnologia S A No entanto os trabalhos realizados n o tiveram s o nico objectivo de comprovar a fiabilidade dos componentes mas sim proceder a outro tipo de an lises 1 1 Grupo BOSCH A 23 de Setembro de 1861 nasce em Albeck Robert Bosch Figura 1 Este industrial e inventor Alem o deu em 1886 os primeiros passos para a cria o de uma empresa que se tornaria numa multinacional conceituada e num dos maiores grupos da Alemanha criando em Estugarda a Oficina Mec nica de Precis o Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 4 Figura 1 Robert BOSCH aos 27 anos Imagem retirada de Robert BOSCH Wikip dia dispon vel em http pt wikipedia org wiki Robert BOSCH a 23 de Abril de 2008 Tendo como filosofia desde sempre a inova o e o esp rito empreendedor a 1932 a Robert BOSCH GmbH cresce ao integrar a Junkers amp CO Figura 2 dando assim origem BOSCH Termot cnica que com os anos conquistou mercados e tornou se num dos maiores produtores de esquentadores e caldeiras a g s a n vel mundial e l der de mercado a n vel Europeu respons vel por uma gama representada por grande n mero de marcas Figura 3 Figura 2 F brica Junkers Imagem retirada Vulcano Termodom sticos SA Ino
4. 19921 19 068 15 18257 17484 16748 16046 15379 20 14742 14135 13557 13005 12478 2s Mig maor 11059 10602 10184 o 9785 9404 9040 8692 8359 35 8040 7735 7444 7164 639 40 6641 63s 6161 5936 5721 45 S sse 5128 4945 a768 50 461 440 4285 4136 399 55 3es7 3725 3599 3477 3360 6o 3248 3140 303 2936 2840 65 2747 2658 2572 2490 2410 Is 1 eo JT eps Ti seo DR E 80 1652 1603 1555 1 es 1464 1421 1380 1339 130 90 1263 1227 as 1095 1063 100 o 8 S Q ct O Njn Djan 874 850 fa aJo Ap s a primeira caracteriza o a amostra vai ser dividia em tr s amostras sendo cada uma delas sujeitas a um dos testes descritos a seguir e no final de cada teste necess rio caracterizar novamente cada amostra Teste de Tempo de Vida Teste de Ciclo 150000 ciclos Dura o do ciclo 30 segundos Ciclo Quente temperatura de teste 60 5 C 15 segundos Ciclo Frio temperatura de teste 15 5 C 15 segundos 34 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tempo de transi o entre ciclos 1 segundo O Gr fico 3 descreve o ciclo de teste Temp 2C 60 2C l l l l 152C l 15 30 Sec Gr fico 3 Descri o do Ciclo do Teste de Ciclo Crit rio de aprova o Depois do Teste de Tempo de
5. ISQ 2007 Ac o de Forma o em C lculo de Incertezas ISQ 2005 Vocabul rio Internacional de Metrologia Jos Carlos de Toledo D C n d FMEA An lise de Modos de Falha e Efeitos GEPEQ Grupo de Estudos e Pesquisas em Qualidade BOSCH 1996 Terms and Procedures of Reability Engineering Krakheche I Zwirtes M Fistarol A amp Tibolla V 2003 Sensores de Temperatura Toledo J C amp Capaldo Amaral D FMEA An lise de Tipo e Efeitos de Falha GEPEQ Grupo de Estudos e Pesquisa em Qualidade Sites Consultados An lise Modal de Falhas e Efeitos Consultado em http www spi pt documents books inovint ig conteudo integral acesso conteudo integral ca 96 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes pitulo2 texto capitulo2 3 texto acc 3 texto apresentacao htm Visitado em 23 de Maio de 2008 FMEA Failure Mode and Effects Analysis Consultado em http www quality one com services fmea php Visistado em 23 de Maio de 2008 FMEA Consultado em http pt wikipedia org wiki Fmea Visistado em 23 de Maio de 2008 AEP Qualidade Consultado em http www aeportugal pt Inicio asp Pagina Areas Qualidade FerramentasQualidadeNorma1 6949 amp Menu MenuQualidade Visistado em 23 de Maio de 2008 Sistemas de Gest o da Qualidade Consultado em http www s
6. No entanto por quest es com fornecedores o prot tipo de HDG n o pode avan ar tendo sido escolhida como alternativa a constru o de um conjunto de componentes de substitui o ao HDG s prot tipo testado Este conjunto constitu do pelo Hidrogerador e pelo Sensor Hall independentes 5 4 Considera es finais Foi poss vel nestes quase cinco meses observar o que a realidade industrial em especial no que respeita ao funcionamento do departamento de qualidade tendo ainda a oportunidade de perceber um pouco do que diz respeito s rela es humanas num ambiente profissional e comunica o interdepartamental atrav s da colabora o em trabalhos conjuntos que culminaram em decis es importantes para a empresa 93 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Exemplos dessa participa o foram os casos de estudo dos NTC s de Contacto e os AGU s A realiza o dos testes descritos neste texto contribuiu respectivamente para a implementa o de altera es na montagem dos componentes e na nova forma de teste que foi implementado nas linhas de montagem da BOSCH Tesmotecnologia Para o caso dos NTC s de Contacto espera se que o n mero de n o conformidades detectadas no campo seja reduzido significativamente devido a implementa o da pasta t rmica que al m de favorecer a o contacto do NTC ao tubo do permutador protege o componente da corros
7. esta ferramenta da qualidade surgiu da necessidade da ind stria de prevenir as falhas inerentes concep o e produ o Ind strias como a Militar Aeroespacial Autom vel El ctrica e Electr nica desenvolveram o m todo e fizeram dele uma ferramenta chave na detec o de falhas Esta caracteriza se por um estudo sistem tico e estruturado focado na procura de poss veis modos de falha procurando melhorar o produto e o processo uma metodologia para melhorar e garantir a qualidade por ac es preventivas que se centra numa an lise tanto qualitativa como quantitativa com o objectivo de implementar em ac es correctivas FMEA Failure Mode and Effect Analysis An lise do Modo e Efeito de Falha para sistematizar a avalia o da criticidade de tais modos de falhas Toledo amp Capaldo Amaral Esta ferramenta cujo objectivo detectar falhas antes delas terem acontecido e avaliar os efeitos que estas podem causar foi desenvolvida com o intuito de ser aplicada na fase de concep o do produto No entanto o seu uso generalizou se e utilizada sempre que necess rio executar uma melhoria no produto 15 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Existem quatro tipos de FMEA e s o eles o FMEA de Produto ou Projecto que se prende com as falhas inerentes a especifica o do projecto O FMEA de Processo focado nas falhas que podem ocorrer do mau p
8. rio Internacional de Metrologia 2005 The purpose of this document is to harmonise evaluation of uncertaity of measurement within EA Accreditation 1999 A determina o de uma incerteza u em geral envolve a procura e soma de outras incertezas Cada incerteza directa pode ser do tipo A ou do tipo B A incerteza do tipo A resulta da an lise de dados estat sticos ou seja depende da determina o do desvio padr o amostral de uma s rie de leituras efectuadas nas mesmas condi es e determina se atrav s da rela o DesvioPadr odeleitur as u x N merodeLeituras A incerteza do tipo B depende de factores externos a medi o como dados do equipamento presentes em manuais ou indicados pelo fabricante a resolu o do equipamento a incerteza e o erro da ltima calibra o as condi es ambientais temperatura humidade press o e outras etc Cada incerteza do tipo B segue uma distribui o estat stica podendo esta ser do tipo Normal Rectangular Triangular etc A determina o do tipo de distribui o que segue cada incerteza do tipo B pode ser definida em fun o dos graus de liberdade calculados para cada tipo de contribui o da incerteza pela express o 4 uu O Vo E N 4 gt y i z1 Vi De onde u Incerteza combinada 20 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes V Corresponde a estimativa de graus de l
9. 2 6 0 05 l min Pressure drop bar 0 21 esmo O So 1 T o y y 18 0 5 l min Pressure drop la I oss ooo Em ambas as situa es n o foi poss vel considerar o caudal m ximo uma vez que o sistema regulador de caudal est limitado a certa de 10 l min vari vel 53 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Neste teste os HDG s foram montados num circuito de gua onde poss vel regular o caudal Electricamente eles est o ligados a um sistema de aquisi o de dados O sistema de aquisi o consiste num mult metro Keithley 2750 ligado a um computador e os dados s o adquiridos para um programa que corre em Excel Figura 32 Computador utilizado na aquisi o de dados onde se observa o programa utilizado na aquisi o Equipamento Keithley 2750 Figura 32 Equipamento de Aquisi o Na Figura 33 observa se respectivamente o caudal metro utilizado neste teste Figura 33 Caudal metro 54 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Cablagens de liga o dos HDG sao equipamento de medida Cablagem de extens o dos Resist ncia de 202 em contactos do HDG paralelo com o HDG Figura 34 Montagem do sistema de HDG s comercializados Na Figura 34 poss vel observar montagem criada para a aquisi o das vari veis de cinco HDG s na imagem
10. 2 l min 5 7735E 06 0 000128371 Fonte alimenta o TES somepsm PC medo 0 0 002887906 5 7735E 10 0 19450939 Na tabela seguinte s o apresentados os valores de incerteza calculados para cada caudal Tabela 29 Resumo do C lculo de Incertezas de cada Caudal Incertezas 0 004656235 0 981489474 0 000655713 0 000128371 0 194509390 0 000003852 0 117426139 0 011547712 0 192968276 0 001154707 0 117426139 0 005125757 1 103065716 0 000655963 0 011547712 0 193967688 0 001154707 0 117426139 0 005172836 1 007759398 0 000655910 0 005812529 1 612127426 0 000656695 0 011547870 0 226487192 0 001154710 0 117431759 90 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes A semelhan a do que foi feito para a an lise da caracteriza o dos HDG s j comercializados tamb m para os HDG s Prot tipo o procedimento de verifica o dos resultados obtidos foi o mesmo Ou seja s toler ncias definidas pela MOS foram adicionadas as incertezas calculadas alargando assim ligeiramente o intervalo de toler ncia de cada grandeza Para ambos os HDG s a caracteriza o foi feita antes e ap s teste de ciclos definido no cap tulo 3 com o intuito de verificar se os componentes permanecem em bom estado de funcionamento ap s o teste 91 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 5 Conclus es 5 1 NTC s Neg
11. An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Temp 80 C Gr fico 6 Reprsenta o do ciclo de funcionamento da estufa 3 5 2 Motores El ctricos Utilizados com o objectivo de imprimir movimento aos mais variados mecanismos os motores convertem as mais variadas formas de energias consoante o tipo de motor utilizado em energia mec nica No que respeita a motores el ctricos eles transformam energia el ctrica para movimentar um determinado mecanismo Podem funcionar em corrente cont nua ou em corrente alternada e s o de todos os motores os mais utilizados dado a sua versatilidade limpeza e facilidade de comando Os modelos analisados s o motores Figura 39 destinados a caldeiras com a fun o de proceder a abertura ou fecho de v lvulas de tr s vias Figura 40 respons veis pela transi o entre aquecimento de guas sanit rias e de aquecimento central Figura 39 Motor el ctrico de aplica o nas caldeira 59 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Figura 40 V lvula de Tr s Vias Por aplica o no motor de tens o alternada 230 Vac nas entradas 1 e 3 ou 1 e 2 Figura 41 o veio do motor fica recuado ou avan ado e actua no veio da v lvula de 3 vias que abre respectivamente o circuito de aquecimento central ou o circuito de guas sanit rias Entrada 1 Entrada 2 Entrada 3 Figura 41 Pormenor das entradas d
12. Termotechnology it was developed a work that is described in the present text This work begins with a short description of Bosch Group specially enhancing Bosch Termotechnology division in Portugal and presenting a contextualization of the project that was done Since this work is mainly practical this describes some important components of heaters and boilers possible ways of analysis and the consequences of the obtained results giving special attention to the analysis of three components NTC s Negative temperature Coefficient AGU Bimetallic Thermostat Sensor e HDG s Hydrogenerator Besides the tested components there are also approached some concepts with Reliability to sustain de importance of the tests that were done Failure Mode Effects and Analyzed once this quality tool was the principle responsible to do the tests to NTC s As last the Uncertainty Measurement with the aim to guarantee a greater credibility of the HDG s analysis With this work it is intended to give to know a little of what were the living experiences through the time that that the project in industrial environment occurred and the main results obtained Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Agradecimentos BOSCH pela oportunidade dada para a realiza o deste projecto pelas ptimas condi es proporcionadas pelo acolhimento excepcional e por todo o apoio gener
13. Transformador 3 5 1 1 Procedimento de teste Na caracteriza o inicial dos transformadores foi aplicada e medida a tens o na rede e foram medidas as tens es nas bobinas secund rias 57 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes De seguida foi preparado uma montagem de dez transformadores em carga alimentados a 230 Volts Esta montagem foi colocada em estufa sujeita a 500 ciclos de temperatura entre 10 C e 80 C com tens o ON no prim rio dos transformadores durante as 2 primeiras horas e tens o OFF nas 2 horas seguintes do ciclo Figura 38 Montagem do teste em estufa A Tabela 7 descreve o procedimento de teste seguido e no Gr fico 6 representado o ciclo realizado pela estufa Tabela 7 Tabela do procedimento seguido Test2 Temperature and el load change test Quality of n gt 10 Accept if no failures 10 to 80 C 500 changes Connection between fully functional cycle time about 4 hrs coil body and potting Max permitted drift of minimum hold time at end temperature material properties see table 2 0 25 hrs nominal load according MOS voltage 0 230 VAC Experience voltage ON during heating up and Cracks in potting material no 80 C connection between coil body voltage OFF during cooling down and and potting mat 10 C measurement at 100 250 500 changes 58 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de
14. Valida o da Fiabilidade de Componentes Termostato Consultado em http pt wikipedia org wiki Termostato Visitado a 1 de Junho de 2008 Robert Bosch Consultado em http pt wikipedia org wiki Robert Bosch Visitado a 15 de Mar o de 2008 Robert Bosch Consultado em http pt wikipedia org wiki Robert Bosch Visitado a 15 de Mar o de 2008 Robert BOSCH GmbH Consultado em http pt wikipedia org wiki Robert Bosch GmbH Visitado a 15 de Mar o de 2008 BOSCH Termotecnologia S A Consultado em http www bosch pt content language1 html 3808 htm Visitado a 15 de Mar o de 2008 100 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Anexo A Certificado de Participa o no Semin rio de Ensaio de Seguran a El ctrica em M quinas de Fins de Linha E o Z o 2 S iea b amp fS lt ns e Fonseca S A SG electronic CERTIFHCADO CC TTHETITTES A F Fonseca S A certifica que Maria Cec lia Cam es esteve presente no Semin rio Ensaio de Seguran a El ctrica em M quinas Fins de Linha realizado no dia 29 de Maio de 2008 nas F Fonseca em Aveiro Figura 57 Certificado de participa o no semin rio Ensaio de Seguran a Electr nica em m quinas de fim de linha 101 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Anexo B Caracter st
15. Vida a resist ncia el ctrica deve ser de acordo com a Tabela 4 com uma toler ncia de 10 para temperaturas de teste entre 25 2 C e 85 2 C Teste de humidade Dura o 56 dias Temperatura ambiente 40 C Humidade relativa 95 Crit rio de aprova o Depois do Teste de Humidade a resist ncia el ctrica deve ser de acordo com a Tabela 4 com uma toler ncia de 10 para temperaturas de teste entre 25 2 C e 85 2 C Teste de resist ncia gua Dura o 7 dias 35 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Condi es de teste com o clip removido no caso dos NTC s de Contacto e com as abas imersas em gua da torneira a 5mm de profundidade a uma temperatura ambiente entre 15 e 25 C aplica se 5 volts ao NTC em s rie com uma resist ncia de 10 KQ Crit rio de aprova o Depois do Teste de Resist ncia a Agua a resist ncia el ctrica deve ser de acordo com a Tabela 4 com uma toler ncia de 5 para temperaturas de teste entre 25 2 C e 85 2 C Para os tr s testes apresentados anteriormente os vest gios de corros o s o permitidos desde que n o afectem o funcionamento do NTC 3 2 2 An lise Nesta an lise de NTC s ambos os tipos de NTC s foram ensaiados No entanto o estudo de cada uma das variantes teve objectivos diferentes 3 2 2 1 NTC s de Contacto No caso dos NTC s de Contacto a necessida
16. Visistado em 28 de Abril de 2008 Temporizadores Consultado em http radatec vilabol uol com br circuitos temporizadores htm Visitado em 28 de Abril de 2008 Temporizadores Contadores Consultado em http w3 ualg pt rmarcel TP2 20Temporizadores 20Contadores pdf Visitado a 28 de Abril de 2008 Transformador Consultado em http pt wikipedia org wiki Transformador Visitado a 24 de Abril de 2008 Transformador Electr nica Consultado em http www electronica pt com index php content view 39 37 Visitado a 24 de Abril de 2008 Motor Consultado em http pt wikipedia org wiki Motor Visitado a 28 de Abril de 2008 Motor El ctrico Consultado em http pt wikipedia org wiki Motor el C3 ANtrico Visitado a 28 de Abril de 2008 Como funcionam os motores el ctricos Consultado em http ciencia hsw uol com br motor eletrico htm Visitado a 28 de Abril de 2008 Click HDG Consultado em http www vulcano pt index php headline 147 amp visual 5 amp id 030 amp sub id l amp campanha 1 amp item 616 Visitado a 24 de Abril de 2008 98 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Junkers Sistema de igni o de esquentadores Consultado em http www junkers com pt pt ek aconselhamento esclarecimentostecnicos sistemasdeignicao html Visitado a 24 de Abril de 2008 Portal PCH Hidrogerador
17. Witehira Sadia paes als Entes STE E GES magos SS EtA 68 Figura 50 Mecanismo de actua o do Microswitch area 69 Figura 51 Tampa da V lvula de G s sseneeeeeeseseeseeseeeseereesresreseresreseserssressessresrensesererressesee 70 Figura 52 Equipamento utilizado na caracteriza o das Tampas da V lvula de G s 12 Figura 53 Estado dos NTC s de contacto ao fim do primeiro dia de teste ao fim de 5 horas E a A a A a r E NE E NNN 74 Figura 54 Estado dos NTC s de contacto ao fim de 4 dias 74 Figura 55 Estado dos NTC s de contacto ao fim de 7 dias 75 Figura 56 Exemplo de NTC com contactos partidos 76 Figura 57 Certificado de participa o no semin rio Ensaio de Seguran a Electr nica em m quinas de fim de MNBR suincseieni inssin aasid a iais is 101 Figura 58 Caracter sticas t cnicas do Caudalimeto retirado do Manual t cnico do Equipamento Endress Hauser Promac 53B ssssssssssesssesesseeesssessersseesseresseeessressersseesseeessees 104 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Lista de Tabelas Tabela 1 Tabela descritiva da forma o profissional ereeeeeaa 11 Tabela 2 Crit rios de avalia o da Severidade Ocorr ncia e Detec o Informa o retirada de documento interno da BOSCH eeeseeeeeeeeeeeseeesesesesese
18. a sua responsabilidade a concep o e desenvolvimento de novos aparelhos bem como a sua produ o e comercializa o Apesar de as caldeiras n o serem produto exclusivamente desenvolvido em Portugal estas correspondem desde 1995 a uma parte importante do neg cio O ano de 2007 fica marcado pelo arranque da produ o de pain is solares t rmicos sendo a Vulcano respons vel pela sua concep o e desenvolvimento J no presente ano 2008 a Vulcano muda de nome sendo agora designada de BOSCH Termotecnologia S A A par do seu pr prio desenvolvimento a Vulcano tem apostado na interac o com v rias entidades nacionais como exemplo o INEGI o INESC e o Catim bem como pela colabora o em projectos de investiga o promovidos por outras entidades O objectivo de conquistar mercados atrav s da comercializa o de produtos de qualidade e seguran a indiscut veis com grande fiabilidade e a pre os competitivos respondendo as necessidades de cada cliente e inovando continuamente faz da BOSCH Termotecnologia S A uma empresa com potencial para continuar a prosperar no mercado nacional e mundial Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Com a oferta de uma grande variedade de modelos que s o comercializados internacionalmente atrav s de marcas pr prias do grupo a BOSCH Termotecnologia est presente em 55 pa ses Figura 5 Europa Reino Unid
19. caso em particular No entanto mesmo quando se procura reproduzir todas as vari veis que influenciam uma dada experi ncia os valores medidos s o afectados de um erro E esse erro que se pretende majorar com um determinado valor de confian a normalmente 95 e ao qual se d o nome de Incerteza Atendendo necessidade de estabelecer um m todo uniformizado para o C lculo de Incertezas com uma terminologia cuidada e clara o ISQ refere Para tentar resolver esse problema a n vel internacional o Grupo de Metrologia da ISO decidiu prop r s quatro principais organiza es internacionais que se ocupam da metrologia BIPM CEI ISO e OIML uma ac o concentrada para elaborar uma terminologia comum ISQ Vocabul rio Internacional de Metrologia 2005 Da concentra o de esfor os das organiza es mencionadas atr s surge o GUM Guia para a Express o da Incerteza na medi o publicado pela primeira vez em 1995 que estabelece regras gerais para a avalia o e express o da incerteza na medi o que podem ser seguidas na maior parte dos dom nios das medi es f sicas ISQ Vocabul rio Internacional de Metrologia 2005 19 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Citando o IQS relativamente a Eropean Co operation for Accredition Na EA define se a melhor capacidade de medi o com a menor incerteza de medi o ISQ Vocabul
20. como as caldeiras podem ser instaladas em associa o com um sistema de pain is solares t rmicos Nesta situa o sempre que existe gua quente aquecida no sistema solar esta passa no esquentador caldeira e entrada um sensor de temperatura detecta a necessidade ou n o de elevar a temperatura Sempre que a temperatura da gua vinda do sistema solar igual ou superior ao valor desejado pelo utilizador o esquentador caldeira deixa apenas passar a gua no seu circuito sem que para isso se d o in cio da combust o 3 2 NTC s Negative Temperature Coefficient Os NTC s Negative Temperature Coefficient s o sensores de temperatura utilizados como dispositivos de seguran a em caldeiras e esquentadores Fixado no tubo de circula o de gua entrada e sa da do permutador estes sensores est o ligados a electr nica do aparelho permitindo o controlo da temperatura da gua e o bloqueio do sistema sempre que a temperatura da gua ultrapasse os 85 C O nome de Negative Temperature Coefficient deve se ao comportamento de diminui o da resist ncia interna em fun o do aumento da temperatura Esta propriedade conferida pela presen a de um semicondutor material com caracter sticas importantes uma vez que t m propriedades el ctricas bem definidas e facilmente control veis Estes dispositivos t m uma vasta aplicabilidade devido sua grande sensibilidade podendo medir varia es at d cima de C T
21. de gua quente circula o de gua fria e tempo de transi o Nas Figura 19 s o indicadas as electrov lvulas V1 V2 V3 e V4 A alimenta o a 24 Vdc das electrov lvulas comandada pelos rel s Q controla abertura e fecho das v lvulas V e V3 e Qz controla abertura e fecho das v lvulas V2 e V4 do Logo e s o indicados na Figura 22 onde apresentado o programa Os temporizadores introduzidos no programa controlam os tempos de abertura e fecho dos rel s de forma a ser realizado o ciclo que pode ser observado pelo gr fico seguinte Yi oa A e Va Abertas Temp Fechadas l l Wi ey l l V3 e V4 Abertas l f id I 88 C l Fechadas 9 1 sec l sec 17 sec 32 sec Tempo sec Gr fico 4 Representa o gr fica do ciclo de teste dos NTC s de Imers o Pela an lise do gr fico poss vel observar que os NTC s s o sujeitos a 16 segundos de gua quente e 16 segundos de gua fria sendo o tempo de transi o de 1 segundo Para a conclus o deste teste s o necess rios 300000 ciclos o que corresponde a um per odo de tempo de aproximadamente 111 dias Ao fim de 56 dias necess rio fazer uma caracteriza o dos NTC s no equipamento do teste de ciclos e no final ser o caracterizados novamente no banho termoest tico 43 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 3 3 AGU s Termostatos Bimet licos O AGU um term stat
22. feita uma exposi o sobre os fundamentos te ricos utilizados ao longo do trabalho O cap tulo 3 a sec o de apresenta o da componente pr tica destes meses de trabalho Nele s o apresentados os componentes a sua implementa o no produto final e analisada a necessidade da realiza o de testes e a sua implementa o dando nfase especial aos NTC s Negative Temperature Coeffiecient AGU s Termost to Bimet lico e HDG s Hidrogeradores No cap tulo 4 s o apresentados e analisados os resultados obtidos para os tr s componentes destacados feita uma exposi o detalhada dos dados obtidos e das consequ ncias desses resultados Por fim no cap tulo 5 s o apresentadas as consequ ncias dos resultados e feita uma an lise cr tica forma como decorreram os testes e propostos trabalhos futuros 12 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 2 Contextualiza o Neste cap tulo faz se uma introdu o n o exaustiva aos temas de Fiabiliade An lise de Modos de Falha e Efeitos e C lculo de Incertezas uma vez que estes s o temas que s o abordados ao longo deste texto 2 1 Fiabilidade Tendo em conta que este projecto decorreu no laborat rio de Fiabilidade de empresa BOSCH Termotecnologia e que o conte do do projecto se prende com esta tem tica tornou se imperativo fazer uma breve abordagem ao tema A Fiabilidade s
23. fico retirado do relat rio de apresenta o do prot tipo de teste 47 Gr fico 6 Reprsenta o do ciclo de funcionamento da estufa s 59 Gr fico 7 Gr fico de actua o dos Motores cccccecceereeererererereerrereeceereeceerreceraneo 63 Gr fico 8 Descri o do ciclo de actua o dos Pressostatos s 67 Gr fico 9 Gr fico do ciclo de actua o do Microswitch sessssseesseessessseesseeeesseesseesseessee 69 Gr fico 10 Distribui o do valores de resit ncia obtidos para os NTC s de Contacto com Pasta EDT E ATE br susma Sa busca bruno is TU pas bn as ba ai ds SAT SEUL SAS La n ds DAS a Es a OS T7 Gr fico 11 Distribui o do valores de resit ncia obtidos para os NTC s de Contacto semBPasta D rmica EE EE E E E E E A AR T11 Gr fico 12 Distribui o gr fica e equa o de caudal em fun ao da corrente 86 xiii Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Lista de Abreviaturas e Acr nimos Aac Corrente alternada Adc Corrente cont nua AFNOR Association Francaise de Nomalisation AGU Termost to Bimet lico BIPM Bureau International de Pesos e Medidas CEI Comiss o Electr nica Internacional EA European co operation for Accreditation FMEA Failure Mode Effects and Analyzed ou em portugu s An li
24. gua por minuto a 40 C Outra caracter stica que varia num esquentador o tipo de g s utilizado O esquentador pode estar preparado para a utiliza o de g s da primeira fam lia g s de cidade da segunda fam lia g s natural ou da terceira fam lia g s butano e propano Em termos de funcionamento os esquentadores podem ser modulados ou de chama fixa ou seja quando modulados o d bito de g s regulado em fun o da temperatura seleccionada pelo utilizador enquanto nos esquentadores de chama fixa o d bito de g s constante e independente das necessidades do utilizador No que diz respeito ao tipo de igni o esta pode ser piezo el ctrica ou electr nica No primeiro trata se de um sistema manual que por accionamento de um bot o gera uma diferen a de potencial capaz de provocar uma fa sca nos el ctrodos No segundo caso a fa sca tem origem num processo electr nico Este ltimo caso tem como vantagem a comodidade do utilizador H ainda outro factor determinante na escolha de um esquentador que prende com o tipo de exaust o de gases queimados Pode ser exaust o natural ventilada ou pode o aparelho ser estanque No caso da exaust o natural a tiragem dos gases de escape feita por escoamento dos gases quentes No caso da exaust o ventilada o esquentador munido de um ventilador na chamin que empurra os gases de combust o pela conduta Por fim no esquentador do tipo estanque o queim
25. m uma resposta r pida e um custo reduzido A n vel de design este pode ser muito variado e de reduzidas dimens es o que permite uma resposta ampla s exig ncias de montagem No entanto estes sensores t m como principal desvantagem a n o linearidade de resposta o que implica que o sistema receptor de sinal seja capaz de processar o sinal recebido Outro factor a ter em conta est relacionado com a sua caracter stica variar negativamente com a temperatura Consoante a fonte de corrente utilizada ao baixar a resist ncia o NTC vai ser percorrido por uma maior corrente o que consequentemente implica um aquecimento Em termos matem ticos um exemplo de uma equa o matem tica representativa do comportamento de um N TC pode ser Krakheche Zwirtes Fistarol amp Tibolla 2003 30 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 1 R o Onde R Resist ncia medida Ohm Ro Resist ncia temperatura To Kelvin B Coeficiente da exponencial Kelvin T Temperatura de Medi o Kelvin To Temperatura de Refer ncia Kelvin 1 No entanto a equa o matem tica que representa o comportamento do NTC depende do material semicondutor usado Uma poss vel representa o da varia o da resist ncia em fun o da temperatura mostrada no gr fico que segue NTC Resist ncia Interna vs Temperatura Resist
26. mA 20 mV 80 40 80 40 100 40 8 WTC Dry Circuit 1000000 Q 10 Q 1 mA 20 mV 235 40 80 40 100 40 8 1y Resistance 2 100 0000 Q 100 uQ 100 uA 20 mV 235 40 90 40 140 40 8 C 1 000000 kQ 1 mQ 10 20 mV 235 90 180 90 400 90 1 Continuity ZW 1 000 kQ 12 2 V 40 100 100 100 B C 20 00000 mA lt 02 V 60 30 500 80 50 5WC Cirici 100 0000 mA lt 01 V 100 300 100 S00 500 800 50 50 C 1 000000 A LO pA lt 05 V 200 30 500 80 800 80 50 5 C 3 000000 A 10 uA lt 15 V 1000 15 1200 40 1200 40 50 5 C Channel Ratio Ratio Accuracy Accuracy of selected Channel Range Accuracy of Paired Channel Rany Channel Average Average Accuracy Accuracy of selected Channel Range Accuracy of Paired Channel Range Tabela 31 Caracter sticas AC retirado do Manual t cnico do Equipamento Keithley 2750 AC SPECIFICATIONS Accuracy of reading of range 23 5 C Function Range Resolution Calibration Cycle 3 Hz 10 Hz 10 Hz 20 kHz 20 kHz 50kHz __50 kHz 100 kHz 100 kHz 300 kHz 100 0000 my 0 1 py 90 Days all ranges 0 35 0 03 0 05 0 03 0 11 0 05 0 6 0 08 40 05 1 000000 V 10 00000 LO uv Voltage 1000000 V ade 1 Year all ranges 035 0 03 0 06 0 03 0 12 0 05 0 6 0 08 40 05 750 000 V LO uv Temp Coeff VC 0 035 0 003 0 005 0 003 0 006 0 005 0 01 0 006 0 03 0 01 3 kHz 5 kHz 0 14 0 04 1 000000 A 0 30 0
27. ncia mQ o T T T T T T T 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Temperatura C Gr fico 2 Exemplo de uma curva associada ao um NTC 31 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Construtivamente os NTC s utilizados pela BOSCH s o constitu dos por um semicondutor revestido de silicone que tem a fun o de isolar e selar o material semicondutor evitando a corros o Eles s o apresentados em dois modelos diferentes Um s o NTC s de Contacto Figura 13 e os outros de imers o No primeiro caso os sensores s o montados no tubo do permutador por aux lio de um clip que promove o encosto do sensor ao tubo de cobre No caso dos NTC s de Imers o Figura 14 o sensor fica imerso na gua que circula no tubo do permutador e a fixa o do sensor feita por aparafusamento ao tubo Revestimento do Material Raiha NTC semicondutor Clip de suporte to NTC Revestimento do Contactos de NTC Liga o s elect nica Base de contacto Revestimento como tubo de cobre interior em silicone b c a Figura 13 a Desenho do NTC de contacto b Fotografia do NTC c Fotografia do interior do NTC Tubo de Cobre Revestimento Protector Contactos de Liga o a electr nica Figura 14 NTC de Imers o 32 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Para
28. o estilete comprimido e o contacto do interruptor encontra se no estado fechado devido s for as electromagn ticas existentes entre o estilete e o interruptor deixando passar corrente para a electr nica Sempre que por algum motivo a exaust o dos gases de combust o impedida a press o no interior da c mara da direita vai subir obrigando a membrana a deslocar se para a esquerda libertando o estilete que deixa de exercer magnetismo sobre o interruptor este abre Interrompida a passagem de corrente a electr nica fecha imediatamente a v lvula de g s No que diz respeito a an lise de fiabilidade deste componente a MOS define uma caracteriza o inicial do componente que consiste na avalia o da press o de abertura e fecho do interruptor atrav s de pressuriza o e despressuriza o da c mara ligada ao ventilador e posterior medi o da resist ncia el ctrica do interruptor quando fechado Caracterizado o componente este submetido a ciclos de pressuriza o e despressuriza o capazes de fazer a abertura e fecho do interruptor Nas figuras seguintes observa se o equipamento de teste concebido para a execu o dos ciclos e de seguida apresentado o gr fico explicativo dos ciclos a que os pressostatos s o sujeitos 66 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Caixa de comando e contagem dos ciclos Pilhas de alimenta dos leds Pressos
29. o por humidade No caso dos AGU s a altera o do modo de teste na linha significou de imediato uma redu o de consumo de electricidade de 90 para al m do tempo de teste ter sido diminu do para cerca de metade do tempo Esta altera o traduziu se numa poupan a muito consider vel dado que se trata de um teste realizado totalidade dos equipamentos produzidos nas instala es de Cacia neste ano mais de um milh o de testes O estudo de NTC s de Imers o ficou por concluir uma vez que o teste se prolongou para al m do fim deste projecto No entanto foi poss vel elaborar um parecer positivo das fases interm dias de caracteriza o realizadas A implementa o de um sistema de aquisi o para HDG s e a determina o das incertezas inerentes a cada vari vel dos HDG s vai permitir que as caracteriza es futuras sejam muito mais expeditas e feitas forma autom tica o que reduz significativamente os erros introduzidos pela medi o efectuada pelo operador e permite poupar alguma m o de obra ao contr rio do que tinha sido feito at a realiza o do presente trabalho Durante este trabalho e depois de terem surgido diversos problemas de instabilidade de caudal foi instalado um vaso expensor de 8 1 imediatamente antes do caudal metrio Esta mudan a garantiu maior estabilidade ao sistema mas tratou se de uma situa o provis ria at que seja poss vel instalar um vaso expansor de maior capacidade que est d
30. plano j descrito no cap tulo 3 Na tabela seguinte apresentado um resumo dos resultados encontrados Tabela 9 Resumo de resultados dos NTC s de Contacto Na tabela s o considerados NTC s destru dos todos aqueles que devido a corros o de alguma forma partiram os contactos de liga o a electr nica como se v no exemplo da Figura 56 15 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Ambos os contactos de liga o placa electr nica se encontram destru dos Figura 56 Exemplo de NTC com contactos partidos A figura anterior mostra uma situa o de clara destrui o dos contactos devido a corros o electroqu mica Os NTC s funcionais s o todos aqueles a que foi poss vel ler uma resist ncia diferente de infinito Os restantes apesar de ser poss vel ler um valor de resist ncia esta nem sempre se encontrava dentro dos valores de toler ncia No Gr fico 10 observa se a distribui o dos valores de resist ncia lidos para os NTC s de Contacto testados com pasta t rmica poss vel observar que todos se encontram dentro dos limites a vermelho No Gr fico 11 observa se a distribui o das resist ncias lidas para os NTC s sem pasta t rmica N o poss vel no gr fico detectar a exist ncia de NTC s destru dos ou n o funcionais mas a roxo observa se o NTC fora de especifica o 76 Defini o de Procedime
31. urgente actuar Os factores com um ndice R maior s o priorit rios Definido o factor de risco para cada modo de falha inicia se a fase de melhoria onde em sess es de brainstorming s o procuradas medidas que evitem ou minimizem a ocorr ncia da falha ou que por outro lado aumentem a possibilidade de detec o Ap s as sess es de brainstorming s o avaliadas as medidas encontradas e seleccionadas as que realmente s o vi veis sendo registado as altera es do processo ou produto Atendendo ao facto do FMEA ser um documento vivo este deve ser reavaliado sempre que ocorram altera es ao produto ou processo ou surjam novos modos de falha que anteriormente n o foram identificados 2 3 C lculo de Incertezas de Medi o Atendendo necessidade de grande precis o na caracteriza o de determinados componentes foi necess rio desenvolver compet ncias no que diz respeito ao conceito de Incertezas de medidas e seu respectivo c lculo Ao longo de algumas semanas foi desenvolvido trabalho nesta rea aplicando os conceitos de c lculo de incertezas de medi o para determinar a incerteza inerente ao sistema de medi o utilizado na an lise de Hidrogeradores O trabalho de caracteriza o de hidrogeradores implicou a montagem de dois sistemas de aquisi o dado que foram analisados dois hidrogeradores com caracter sticas diferentes como se ver com mais detalhe no cap tulo seguinte A par deste trab
32. 04 2 n Caren 3 00000 A 90 Day Yr 0 35 0 06 r 0 18 0 06 Temp Coeff O 0035 0 006 0 015 0 006 Frequency and Period 100 mV to 750 V 553 ppm 90 Day 1 Yr DO ppm 5 35 ppm A 333 ppm 100 ppm 33 3 ppm FAST 10ms gate 102 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Anexo C Caracter sticas t cnicas da Fonte de Alimenta o ISO TECH IPS3202 Tabela 32 Caracter sticas t cnicas da fonte de alimenta o retirado do Manual t cnico do Equipamento ISO TECH IPS3202 SPECIFICATIONS 1PS 3201 1PS 3202 0 32Vx3 0 32Vx2 0 6Vx1 Output Te SmV rating Pane SN test points are at the output terminal and output terminal point 3mA S mA rating current 3 0A test Current points are at the output terminal and output terminal point lt 3mV test points are at the output terminal and output terminal point 3mA test points are at the output terminal Voltage Source effect Current and output terminal point E o T oo M Current ImA mA rating current gt 3 0 JmA 2mA rating current gt 3 0 Oo geo program accuracy DE SESC Current STISmA IUmA rating currens Uh Ripple ImVrems 3m Vp p di Noise 2m Vrms 30m Vp p 3mArms 5mArms rating current gt 3 04 100ppm t3mV 100ppm 3mA Readback resolution ImA 2mA rating current 23 04 Voltage up Voltage down Voltage Lo
33. 067 0 11283 2 76 9539 9266 9819 2 86 832 0 6074 8573 2 96 7280 7057 7509 639 0 6189 6598 5626 544 3 5814 4967 4802 5138 439 8 4247 4554 390 5 9768 4046 3476 3351 3605 310 2 2988 3220 2775 2671 2883 A tabela anterior serviu de compara o com os resultados obtidos na primeira leitura de resist ncias Na tabela seguinte poss vel observar os primeiros resultados obtidos e verificar que apenas tr s leituras se encontram fora de especifica o Os valores de resist ncia encontrados para a de temperatura de 84 C foram comparados com toler ncias obtidas por interpola o da tabela de valores padr o 19 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 12 Resultados da primeira caracteriza o dos NTC s de Imers o 1997 2010 2017 1983 1953 Sim 1549 Sim 153 Sim 150 Sim laz N Sim 148 1973 Sim 1506 1952 Sim 1486 Sim 1968 1955 1949 1942 1977 io Djo 3 3 3 3 12057 5453 1989 1673 12052 5469 1946 12068 1972 12076 5456 2015 12072 5461 1953 1738 12083 5480 1987 1690 1536 12068 5472 1964 1703 1476 12079 5453 1949 1674 Na tabela que se segue s o apresentados os resultados da an lise interm dia feita aos NTC s ao fim de 150000 ciclos Esta observa o foi feita directamente no dispositivo de teste Uma vez que n o existe uma estabilidade de temperatura no dispositivo de teste como existe no banho termoe
34. 5 Incerteza associada ao Sensor Hall devido ao Keithley ss snnnesssssessseseessesses 89 Tabela 26 Incerteza associada ao Sensor Hall devido fonte de alimenta o 89 Tabela 27 Incerteza associada ao Sensor Hall devido ao Keithley para 2 I min 90 Tabela 28 Incerteza associada ao Sensor Hall devido fonte de alimenta o para 2 l min 90 Tabela 29 Resumo do C lculo de Incertezas de cada Caudal 90 Tabela 30 Caracter sticas DC retirado do Manual t cnico do Equipamento Keithley 2750 Tabela 32 Caracter sticas t cnicas da fonte de alimenta o retirado do Manual t cnico do Equipamento SO TECH IPS3202 asso gras e a D O un so ata LO aos E E pegada 103 xii Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Lista de Gr ficos Gr fico 1 Distribu o das vendas na Europa Informa o retirada da Apresenta o de Resultados de 2007 apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 5 Gr fico 2 Exemplo de uma curva associada ao um NTC 31 Gr fico 3 Descri o do Ciclo do Teste de Ciclo reed 35 Gr fico 4 Representa o gr fica do ciclo de teste dos NTC s de Imers o 43 Gr fico 5 Comportamento da temperatura superficial do ferro em fun o da temperatura de regula o Gr
35. An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Lista de Figuras Figura 1 Robert BOSCH aos 27 anos Imagem retirada de Robert BOSCH Wikip dia dispon vel em http pt wikipedia org wiki Robert BOSCH a 23 de Abril de 2008 2 Figura 2 F brica Junkers Imagem retirada Vulcano Termodom sticos SA Inova o 2 Figura 3 Marcas de Esquentadores e Caldeiras comercializadas pela BOSCH Imagem retirada Vulcano Termodom sticos SA Inova o e Lideran a para um mundo de conforto apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 2 Figura 4 Instala es da BOSCH Imagem retirada Vulcano Termodom sticos SA Inova o Figura 5 Clientes BOSCH no Mundo Informa o retirada da Apresenta o de Resultados de 2007 apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 5 Figura 6 Liderean a de Mercado Imagem retirada da Apresenta o de Resultados de 2007 apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 6 Figura 7 Os 6 princ pios da Qualidade BOSCH Imagem retirada de Principios da Qualidade apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 8 Figura 8 Exemplos de testes executados pelo Departamento da Qualidade a Teste a esquentadores b Teste a autom ticos de gua c Dipositiv
36. BOSCH Termotecnologia em Portugal No ano de 1977 em Cacia constitu da a Vulcano Figura 4 uma empresa financiada exclusivamente por capital nacional que estabelece um contrato de licenciamento com Robert BOSCH para a transfer ncia da tecnologia da Junkers Figura 4 Instala es da BOSCH Imagem retirada Vulcano Termodom sticos SA Inova o e Lideran a para um mundo de conforto apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 3 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Seguindo a qualidade como princ pio e tendo uma clara estrat gia de vendas a Vulcano conquistou mercados lan ando em 1983 a marca pr pria Vulcano A par de novos produtos feita aposta na cria o de um servi o de assist ncia p s venda factor que contribuiu para o aumento do prest gio da marca No ano de 1988 o grupo BOSCH adquire a maioria do capital Vulcano passando a marca a fazer parte da divis o Termot cnica da BOSCH Com esta mudan a a Vulcano passa a Vulcano Termodom sticos S A e equipamentos e conhecimentos do grupo s o transferidos para Portugal Tendo ao longo dos anos consolidado uma posi o de relevo em 1992 a Vulcano Termodom sticos S A atinge o lugar de L der de Mercado Europeu e terceiro produtor Mundial de esquentadores tornando se no Centro de Compet ncia da Robert BOSCH no que diz respeito a esquentadores Fica sob
37. Consultado em http www portalpch com br index php option com content amp task view amp id 219 amp Itemid 1 63 Visitado a 24 de Abril de 2008 Efeito Hall Consultado em http pt wikipedia org wiki Efeito Hall Visitado a 24 de Abril de 2008 O Sensor Hall Consultado em http www globalmag com br hall htm Visitado a 24 de Abril de 2008 Sensor Hall A tecnologia dos Posicionadores Inteligentes de ltima gera o Consultado em http www smar com brasil2 shownews asp Id 305 Visitado a 24 de Abril de 2008 Sensor Hall Consultado em http planetabuggy com br eletronics sensorhall htm Visitado a 24 de Abril de 2008 Negative Temperature Coefficient Consultado em http en wikipedia org wiki Negative temperature coefficient Visitado a 31 de Mar o de 2008 Sensor de Temperatura Consultado em http www mercantilgenuina com br images uploads Sensor 20de 20Temperatura htm Visitado a 31 de Mar o de 2008 Sensores de Temperatura Consultado em http pt delphi com enpt manufacturers auto sensors cc hvactemp Visitado a 31 de Mar o de 2008 Temperature Coefficient of Resistance Consultado em http www allaboutcircuits com vol 1 chpt 12 6 html Visitado a 31 de Mar o de 2008 Pasta T rmica Consultado em http pt wikipedia org wiki Pasta t C3 A9rmica Visitado a 31 de Mar o de 2008 99 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e
38. Descri o dos diferentes testes de verifica o Semin rio Ensaio de Seguran a el ctrica que s o poss veis e necess rios em El ctrica em M quinas de Fins de testes de fim de linha Abordagem de Linha exig ncias normativas e apresenta o de um equipamento de teste No Anexo A apresenta se o Certificado de Forma o do Semin rio de Ensaio de Seguran a El ctrica em M quinas e Fins de Linha 1 3 Projecto Em busca da qualidade perfeita este projecto tem como objectivo a determina o e implementa o de testes com vista a analisar e validar a fiabilidade de componentes Entende se por fiabilidade a probabilidade de um componente ou sistema funcionar durante um per odo de tempo segundo condi es predefinidas respeitando os par metros de qualidade estabelecidos Ao longo deste trabalho v o ser apresentados os testes realizados sendo fundamentado o motivo da sua implementa o 11 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes A an lise de componentes deste projecto n o teve como fim unicamente a valida o da sua fiabilidade mas foi mais al m implicando inclusivamente altera es no modo de montagem ou na forma como s o testados os componentes na linha 1 4 Organiza o e temas abordados No cap tulo 2 s o apresentados os conceitos de Fiabilidade e de C lculo de Incerteza de Medidas Nesse cap tulo s o abordados os problemas e
39. EEE 77 4 2 AGU s TERM STATO BIMET LICO s sssssssseseseesesesesestettrtstetesesteteteststeststetertsteeststetertstesesesteentstesestene 81 4 3 HDG S HIDROGERADORES keds apir a a a dead eeii 84 4 3 1 HDG come a a a N 84 4 3 2 HDG Proton po eenei a a E A bus O TE E ATEKA danca da 88 5 CONCLUS ES saem sionista andas Saca DESEN ESSAS aoi itana ie as ae 92 5 1 NTC s NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT cscr see rrereeereerreecenerreraeeanenr er aee nenreracananndo 92 Sd NTE Side CONTaCio siri de tradr st usado as ea do als SRS SS RT AB ND E AN 92 SEZ NTE Side IMERS O casino dotes E Sado Das ad SS RED SE NT a E e dO ls 92 5 2 AGU s TERM STATO BIMET LICO cc sie iierrereereereeaeereereree araras eeaeeaeeaeeranee cancer araras eeaeeneracerasa 92 59 HIDROGERADORESS 2 s50t 050 desointa T SENT Oo so SEREMA a Pro Sao Ah AEERDS CEOs pRRU TATA PECA A E 93 94 CONSIDERA ES NA O e a a alia nca seda aires ditas DI a e a aa an as Soon ce nu apea ieu aes 93 BIBLIOGRAFIA DOCUMENTA O E FONTES CONSULTADAS ceceeeeeenseeeeeeerseemeemerseerseensenso 96 ANEXO A CERTIFICADO DE PARTICIPA O NO SEMIN RIO DE ENSAIO DE SEGURAN A EL CTRICA EM M QUINAS DE FINS DE LINHA ccreeseeseneesenseneeseaseneeseaseneeseasenceseaseneesessentests 101 ANEXO B CARACTER STICAS T CNICAS DO MULT METRO KEITHLEY 2750 102 vii Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de
40. Jem ajqeqordw sig I smD alqegordur ads q pagua 10 panap aq ne monEIAad I BE ramo E no paltodar sampiez peg sed am mi morga qeapr au mo uzsep qm Ajpersqs3 sange nSisap mas g misis s aqen g T nonetaap am anon 00 Aqegord med rmoasmny T yne q puestas ue apnosd yona spoutapi su wneds vew yua UIOSSE 59 SEM BJeduICo 0 ppgissod E yum Bunsa soue mpu aqe2s MO E TO pauodar samqres pen sed am mr qorqa u sep qm rerna3 sanje u3tsap meis s masis aqenag CE passasse aq jus janmoafqus ue nowemagq E Ed em m panodar samte uonszzn ds moy amyeradua mopmo jo vou ssal peq pra su tsep quim jjeisnes saye u isep mais s p eap iqis 5a asn go nonem mergitur ameg Iqis Bd em m paroda samyteg moj 003 AJUUSTP armezadiras momo 3 amy peq qorpa su tsep quim Aperau saype n isep mais s o d q 200 sammeag 1mpord pastora BID O IBJEM TI eas Sussa 3a Smddup sFeqee aema mans sed am ur pasrodas panur jUO 32L12p Jo asn samprez peq qorqa sudtsap qm Aperan area n isep mais s co asn pang q ILP meg apriB 1aMoT pa emwep api aem m 20 O aZeyea mem umpan Fa ajqemp paws do 10 uo p aqaimis pappe sur aq oume azaaq ajqrssod jon asn ap rayem m Smssmu Emi Q aZeyeej mwm asaq Za w my awado 0 apem aq JOWNE gt pue awn meman uom ne JE jqeaasarozun nsop searg amag amprez jenonomg neasaropun PUSUaIDEIET F JO uoumpogm Pegy asua JO pemepqum m 03 spear somendimo gt usH TOn asog
41. SIEMENS E 1 SS 4 va v Cursores para accionamento Entrada do Rel Q1 Entrada do Rel Q2 Figura 21 Descri o dos elementos que constituem o LOGO De seguida apresentado o programa de controlo do teste criado pela aluna Na figura que se segue os principais comandos do programa s o indicados 41 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes CHORE Faz o Set e o Reset do VS sistema Inici de um E E Temporizador a Comando mos rasse e Caixa de na oco co o cu o texto Neste quem comando s o ua gia introd id o mpra ne TOO vetar as mensagens er soa a aparecer ro Mortes pre display do mes card PLC murem moraro Cm ne no rom em EO quem temo a ne era mw oe e Wire 7 apo my Gsis or no a us aT peme e ds 0 um WI T comando comagem de ciclos G Z Q2 Porta da saida abre o fecha o i S Rel que controlauma vari vel Q1 Forta de sa da abre o fecha o Rel que controlauma vari vel sam sumo san tons S ne iIO COM comes ua Figura 22 Programa de accionamento das electrov lvulas Figura 23 LOGO em funcionamento 42 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Com este programa o LOGO Figura 23 controla a abertura e fecho das quatro electrov lvulas permitindo assim fazer a transi o entre as diferentes fases do ciclo circula o
42. Sa 54 Figura 34 Montagem do sistema de HDG s comercializados 55 Figura 35 Montagem de aquisi o para o HDG com Sensor Hall eeeeeeeeeeeeeeererese 56 Figura 36 Fonte de alimenta o utilizada no HDG s prot tipo ii 56 Fig ra 37 branstornador m scernu eisie eneo aaa e 0 Datas a gana ites Fraga feed 57 Figura 38 Montagem do teste em estufas asas AO Ra a a 58 Figura 39 Motor el ctrico de aplica o nas caldeira erre 59 Figura 40 Valvula de Tr s Vias cs esa smisasadabiases bias anda sei0 pas hnA SRU iNE DA TRAVELS GRU aa dni eisite 60 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Figura 41 Pormenor das entradas do Motor eres 60 Figura 42 Montagem de teste dos Motores cas sina sa pjeratiPacran as sp auras iQnad sao dera baga aias pqresi aa 61 Figura 43 Programa de medi o do deslocamento e for a do veio do motor e da v lvula 62 Figura 44 Montagem dos temporizadores e rel s de accionamento dos motores 63 Figura 45 Esquema do Pressostato us cosas lica ga asi gas lr ri ada 65 Figura 46 Pressostalo cscri a SE aE EEEa S ati sacia aiie 65 Figura 47 Montagem de teste dos Pressostatos errar 67 Figura 48 Esquema do MicroswiCH femaa Sabias Ls ess taigfas Sara a as feita S ass Uganda EG fes ana ga eta 68 Figura 49 Micros
43. a SPIEPUEIS PIE SME JO TONEjOIA 6 Ime 3134 S BJED5 r r E NO 1220 pp samprez JET MO pequi q Joune 6 jnsuanewp y JO uoumpogm pery mo syeaj sEZ isueqxa 10 se3 apeos e217 E TO m20 pua samgrez 327 ams mead sii OI Jo adeose Ze sanIred pimp 0 warp ejqrss0g OT q31H 413 meg PRH On NpQEqoIg 2202110220 mje g S ULSI mje g UONENIIES S0UEJAOL YM JO Spo Sd us gy u Gunsa adwes mws yya saua EEE E E OEE suewneds maj UNA RUUOSSE sal da BOSCH pauodar samyiez peq Apuanhag xed m m qqa su tsap mim Aperau saye u tsap masis pauodar samyres peq puanbag arom xed m m qorqu susp mim Aperu saye u tsap masis s mmmep p onposd ssew ywa saoueuedxe p pH s su u dx uonewwoju JOgdd ns Imsa uy Sou UR SPIACIO YOR JO Gunsa pey jo synss a uone oea uogejnuis SIE COS 04 Augissod E poqua Bugsa sue anem ae saoususdxs OU ORM J0 spoursy Tabela 2 Crit rios de avalia o da Severidade Ocorr ncia e Detec o Informa o retirada de documento interno 17 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Quantificados os factores de Severidade Ocorr ncia e Detec o calculado o factor de Risco R em fun o dos factores anteriormente determinados R Sx0xD O factor de Risco permite organizar por ordem decrescente de import ncia relativa as causas de falha Indicando quais os factores de risco onde mais
44. a primeira caracteriza o dos NTC s de Imers o 80 Tabela 13 Resultados da caracteriza o interm dios dos NTC s de Imers o 81 Tabela 14 Resumo de resultados obtidos para cada refer ncia de AGU S 82 Tabela 15 Resultados do comportamento dos AGU s em estufa ap s o aquecimento prolongado COM O Prot tipo sas ris anrs a A SETE E GA i 83 Tabela 16 Incerteza associada ao magnete cci nr rrecreeeeerereeererereeraceneaa 84 Tabela 17 Incerteza das medi es de corrente em fun o de caudal obtidas pelo keithley 85 Tabela 18 Incertezas associadas medi o de caudal atrav s do caudal metro 85 xi Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 19 C lculo de Incertezas das grandezas do Magnete para 2 l min e dependente do GA A pI AO GREENE PR RR PA GPS NI SARIGA RN RR GRAN 86 Tabela 20 C lculo de Incertezas associadas ao caudal e dependente do Keithley 87 Tabela 21 C lculo de Incertezas associadas ao caudal e dependente do caudal metro 87 Tabela 22 Resumo do C lculo de Incertezas de cada Caudal s 87 Tabel o Dados da Caracteriza o neri enek ae i e a 88 Tabela 24 Toler ncias considerando agora o c lculo de Incertezas ss ssessseseseeeesseesseee 88 Tabela 2
45. abalho Os testes realizados a cada componente salvo algumas excep es foram levados a cabo tendo por base as condi es definidas num documento interno da BOSCH designado por Material Order Specification MOS Este documento redigido ainda na fase de concep o de cada componente e criado com base nas caracter sticas do componente as caracter sticas do equipamento a que se destina bem como as indica es do e para o fornecedor e as necessidades do cliente final Este documento leva em conta as normas que regulamentam a 24 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes produ o deste tipo de equipamentos bem como as normas espec ficas de cada mercado a que o aparelho se destina 3 1 Esquentadores e Caldeiras 3 1 1 Esquentadores Os esquentadores s o equipamentos a g s de aquecimento de guas sanit rias Construtivamente um esquentador constitu do por um autom tico de gua respons vel pela detec o da necessidade de gua quente Quando detecta a passagem de gua pelo autom tico de gua dado sinal electr nica que inicia a igni o fa sca e acciona o autom tico de g s Primeiro aberta a v lvula de g s piloto que alimenta o queimador Quando detectado o sinal de chama a electr nica abre a v lvula de g s principal No queimador que como o nome indica o dispositivo onde feita a queima de g s s o proporcion
46. ad effect Setting resolution Ripple amp noise 20Hz 20M Hz 90 10 100ms 10 rating load 103 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Anexo D Caracter sticas t cnicas do Caudal metro Endress Hauser Promac 53B Maximum measured error Promag 50 Pulse output 0 5 o r 1 mm s or of reading Current output plus typically 5 pA Promag 53 eTe M measured error in of reading Repeatability max 0 1 o r 0 5 mm s 0 7 of reading Figura 58 Caracter sticas t cnicas do Caudalimeto retirado do Manual t cnico do Equipamento Endress Hauser Promac 53B 104
47. adas as condi es de queima ou seja a mistura de g s com ar ambiente Acoplada ao queimador est a c mara de combust o que rodeada por uma tubagem onde circula gua a ser aquecida Este conjunto corresponde ao permutador de calor A par dos dispositivos respons veis pelo funcionamento de um esquentador este tipo de equipamento ainda munido de v rios sensores de seguran a com o objectivo de garantir a seguran a do utilizador e da instala o Entre estes sensores encontram se detectores de extin o de chama sensor de ioniza o detecta a presen a de chama sensores de temperatura faz o controlo de temperatura da gua e no caso da gua atingir 85 C a electr nica fecha a v lvula de g s e sensores de retorno de gases queimados se a exaust o for bloqueada a temperatura dos gases de combust o na chamin aumenta at altura em que o limitador de temperatura abre o seu contacto interno funcionando como sinal para a electr nica abrir a v lvula de g s Em termos de caracter sticas um esquentador varia em fun o da capacidade isto a quantidade de litros de gua que o esquentador consegue fornecer por minuto com um diferencial de temperatura de 25 C Por exemplo para um esquentador de 11 litros min 25 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes sendo a temperatura de entrada da gua a 15 C o esquentador vai fornecer 11 litros de
48. ador e o ventilador est o montados numa c mara isolada neste caso o ventilador tem uma dupla fun o para al m de for ar a exaust o dos produtos de combust o faz tamb m a admiss o de ar fresco necess rio combust o Na figura seguinte s o indicados os principais componentes de um esquentador 26 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes ao ET a ai GS o gt Figura 9 Esquem tico do esquentador a Esquentador b No esquema seguinte pretende se resumir de forma simples o funcionamento do esquentador mais comercializado 1 gua percorre o Autom tico de gua 2 Autom tico de gua acciona o contacto el ctrico Microswitc fecha contacto 3 Placa electr nica detecta o Microswitch fechado inicia a igni o fa sca e abre a v lvula piloto 4 Fa sca ioniza o g s do piloto e o sensor de ioniza o da placa conduz a corrente el ctrica para a massa 5 Detectada a corrente de ioniza o a placa electr nica abre a v lvula de g s principal Figura 10 Sequ ncia de funcionamento do Esquentador 27 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 3 1 2 Caldeiras As Caldeiras de aquecimento central s o equipamentos que em termos de estrutura de funcionamento s o muito similares aos esquentadores Contudo este equipamento foi desenvolvido com o intuito de possibili
49. aeacanaeaanane ra naeenaeaeanacaaeaneranancana 33 22 CANQUSC ita E pan Cd SS A A RA RR O NS RU A EEEE 36 3221 NTEs de Contactos ere eaea ani o DO ta co RR O N RREO DU CR a 36 35220 NTC Sde Imers o srs o E pa dE DOS 38 3 3 AGU s TERMOSTATOS BIMET LICOS c ie ciceereereeeeereeeeeeerarereaeeaeeaeer aeee eeaeereaeeaaeaeenereeeraranara 44 3 4 HDG S HIDROGERADORES iren poni E E hoabaciaa do Pos Sai cas E E nan Aa A E SA 48 3 4 1 Pr c dimentodetestesrir meaa a da a a e E N 52 3 5 OUTROS TESTES REALIZADOS eni ee e E E E E A a a 57 33A Transformadores ooo i E E AE ESE AEE EEA EN R 57 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 3 5 1 1 Procedimento de testense assitir et srta assmndgi e aa i e n a e e e Sd a R 57 3 3 2 Motores El ctricos sanen er e a i a a tosa nda a eaa ar EE 59 SATE E A 3 AS TARY 121 10E A ESA R E O E P ESE E E EE O E E EE E S 64 3 34 MicroswiteheSranneanien e a E Lago A e EAA E R E EA E asc ads dadinas 68 3 3 3 Tampa do Autom tico de GSpin anpi epa aea ei iee lg ada aa Skipa 70 4 RESULTADOS csssicrossissssssnsidrissinsarosas siras va n krana r VASANN ENET SAVNI SN VASKS NEVASTA NNAS gds 73 4 1 NTC S NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT ssssesesesessrsetesttsstestteetesttettesttessttsstrsseesseeeeeseeereesset 73 GI NTEs de contacto assistam Ka E R AAT AEA IEE E KERE AREN EEEE 73 41 2 NTC de imers o sinio nite EAA EA TE EAEE E REAA
50. al m de variarem na forma estes dois tipos de NTC s variam tamb m ligeiramente no valor nominal e na toler ncia mas os procedimentos de teste a efectuar s o id nticos para ambos os casos 3 2 1 Procedimento de Testes para NTC s Teste Funcional Para dar in cio aos procedimentos de valida o dos sensores necess rio caracterizar o seu comportamento atrav s do Teste Funcional e que consiste na montagem de uma amostra de sensores num tubo de cobre onde circula gua a uma temperatura controlada por um banho termoest tico Bomba de Circula o de Tubo de cobre para montagem dos NTC s NTC Figura 15 Banho Termoest tico Na figura anterior poss vel observar o banho termoest tico com os NTC de contacto montados para se proceder a leitura de resist ncias Para a caracteriza o dos NTC s de imers o seria apenas necess rio substituir o tubo de cobre por um outro j com os NTC s de imers o acoplados 33 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes temperatura ambiente 25 5 C a resist ncia el ctrica deve estar de acordo com a tabela seguinte que descreve o comportamento entre 25 2 C e 85 2 C Tabela 4 Tabela Padr o para NTC s de Contacto Tabela retirada da MOS de NTC s de Contacto MLS 1 1 2 1 35 1 41 0 3604 34384 32806 31309 29888 5128540 27261 26045 24891 237 10 22752 21761 20818
51. alho deu se a oportunidade de utilizar um equipamento Keithley 2750 para a aquisi o das medi es Este aparelho de grande resolu o 6 1 2 d gitos comunica por porta s rie com um computador 18 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes permitindo assim adquirir um n mero muito elevado de medi es num curto espa o de tempo sem que o factor humano tenha influ ncia nas medi es efectuadas Para a boa execu o deste trabalho foi necess ria uma fase de adapta o ao aparelho de medi o bem como ao software utilizado A autora teve inclusivamente a oportunidade de assistir a uma sess o de demonstra o e explica o do funcionamento do equipamento e do software por parte da empresa fornecedora uma vez que este ainda se encontrava numa fase inicial de implementa o no Laborat rio de Fiabilidade da BOSCH Termotecnologia O c lculo de incertezas surge da necessidade de estimar o grau de aproxima o dos valores lidos ao valor que se sup e ser o valor real ou seja determinar uma faixa de valores dentro da qual se encontra o valor real da grandeza medida Quando uma medi o de uma dada vari vel efectuada o valor lido varia devido a v rios factores do operador do instrumento de medida das condi es ambientais do local do m todo da calibra o do instrumento de medida da resolu o e outros factores que devem ser avaliados para cada
52. ar o comportamento destes componentes protegendo os ao mesmo tempo da corros o Logo ap s o in cio do Projecto em Ambiente Industrial ficou a cargo da aluna a realiza o de testes para verifica o da exist ncia ou n o de melhorias de performance dos NTC s quando era utilizada pasta t rmica No cap tulo 3 foi referido que para concluir quanto aos benef cios da pasta t rmica apenas foi realizado o teste de resist ncia gua uma vez que de todos os testes presentes na MOS este o mais agressivo e o mais adequado a avaliar a fun o da pasta t rmica A realiza o deste teste surgiu durante a realiza o do FMEA na qual a aluna teve oportunidade de participar visto ser o elemento da equipa que melhor conhecia os detalhes da realiza o deste teste em particular 13 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes As tr s ilustra es seguintes t m como objectivo dar uma pequena ideia da agressividade do teste mostrando a forma o de corros o Figura 53 Estado dos NTC s de contacto ao fim do primeiro dia de teste ao fim de 5 horas Figura 54 Estado dos NTC s de contacto ao fim de 4 dias 74 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Figura 55 Estado dos NTC s de contacto ao fim de 7 dias Para a obten o de resultado significativos foram testados 50 NTC s segundo o
53. ative Temperature Coefficient 5 1 1 NTC s de contacto Dos testes realizados aos NTC s de contacto chegou se a resultados significativos e determinantes para a tomada de decis o quanto implementa o da pasta t rmica na montagem dos NTC s nos diferentes equipamentos produzidos O ponto ltimo desta an lise foi a conclus o do FMEA onde foram revistos os pontos j analisados anteriormente e avaliada a efic cia das ac es da aplica o de pasta t rmica para melhoria do comportamento dos NTC s tendo sido identificados novos modos de falha associados implementa o da pasta t rmica e medidas que minimizem ou impe am essas mesmas falhas 5 1 2 NTC s de Imers o No cap tulo 4 na sec o dedicada apresenta o dos resultados dos NTC s de Imers o foram mostrados desde logo bons resultados para a primeira leitura Os resultados da an lise interm dia n o contrariaram os primeiros resultados obtidos Contudo at ao final deste trabalho n o foi poss vel concluir an lise destes componentes n o sendo poss vel descrever neste cap tulo o parecer do departamento de Qualidade sobre a escolha de novos fornecedores No entanto analisando apenas os resultados obtidos at ao t rmino deste projecto estes foram indicadores de que um poss vel contrato de fornecimento com os novos fornecedores n o representaria qualquer amea a qualidade dos produtos de aquecimento de guas BOSCH 5 2 AGU s
54. ctr nica Figura 49 Microswitch 68 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Quando o esquentador percorrido por gua o contacto do microswitch accionado dado sinal a placa electr nica que os restantes componentes podem entrar em funcionamento O procedimento de teste a que foram sujeitos os microswitches consistiu em fazer uma caracteriza o da resist ncia do microswitch quando actuado Ap s a caracteriza o os microswitch s o colocados num dispositivo Figura 50 projectado para fazer a activa o c clica destes dispositivos empurrando o mbolo para a posi o de fechado Ap s serem activados desactivados 250000 vezes a resist ncia do microswitch novamente avaliada Barra de accionamento dos Microswntchs Microswitch Dispositivo de fixa o dos Ilicroswitchs Cilindro pneum tico de accionamento da barra Figura 50 Mecanismo de actua o do Microswitch No Gr fico 9 descrito o ciclo de actua o do microswitchs microswitch OFF aberto microswitch ON fechado 25 5 sec R Q resist ncia entre contactos el ctricos do microswitch Gr fico 9 Gr fico do ciclo de actua o do Microswitch 69 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 3 5 5 Tampa do Autom tico de G s O autom tico de g s um componente complexo respons vel por faz
55. dade de Componentes Nota foram utilizados rel s actuados pelo temporizador para os sinais de alimenta o as entradas dos motores estarem separados uns dos outros Um segundo temporizador actuava 1 contador para a contagem dos ciclos 3 5 3 Pressostatos Os pressostatos s o sensores de press o do tipo On Off Este tipo de dispositivo no esquentador pertence ao grupo dos dispositivos de seguran a e t m como fun o detectar varia es no n vel de press o convertendo uma altera o num sinal digital Eles s o utilizados nos esquentadores de exaust o for ada instalados junto ao ventilador e chamin No caso dos equipamentos a g s de exaust o for ada para que estes entrem em funcionamento necess rio que o contacto do pressostato se encontre fechado dando sinal electr nica que o ventilador se encontra em funcionamento Sempre que a posi o o interruptor do pressostato aberta a electr nica fecha imediatamente a v lvula de g s Em termos construtivos o pressostato constitu do por dois canais de liga o que est o por sua vez ligados a duas c maras separadas por uma membrana Para al m disso possuem um micro interruptor contido numa c psula de vidro e um estilete que faz abrir ou fechar o contacto do interruptor Os pressostatos possuem ainda um parafuso de ajuste com o intuito de fazer a regula o do ponto de abertura e fecho do interruptor contudo este parafuso regulador vem s
56. dade de Componentes Tabela 14 Resumo de resultados obtidos para cada refer ncia de AGU s 260 C tn 260 C dada 260 C estragos 260 C 260 C 260 C im O mais importante a considerar neste teste s o os factos de as resist ncias internas se terem mantido depois dos testes submetidos e quando analisados ao microsc pio n o foram detectadas quaisquer altera es forma normal do term stato bimet lico Na tabela seguinte s o apresentados os valores de temperatura de abertura do sensor quando testados em estufa 82 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 15 Resultados do comportamento dos AGU s em estufa ap s o aquecimento prolongado com o prot tipo Doo sm Cs Sim 10 12 16 17 18 19 20 21 22 23 2 2 2 2 30 13 1232 Sim 1064 Sim 14 1233 Sim 106 9 Sim 15 1234 Sim 104 9 Sim Este teste foi realizado ap s terem sido submetidos ao aquecimento prolongado mais de tr s horas com o prot tipo de teste dos AGU s a ser implementado na linha de montagem Como se pode ter ver pela tabela todos os sensores abriram fecharam a temperaturas que respeitam as toler ncias sendo que as toler ncias consideradas est o patentes na MOS de AGU e seguem a seguinte regra Temperatura de Abertura C Temperatura Nominal do Sensor C 4 C Temperatura de Fecho C Temperatura Nom
57. dade de Componentes Tabela 25 Incerteza associada ao Sensor Hall devido ao Keithley Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Desvio Padr o SQRT Admiss vel do N Leituras Fabricante SQRT 3 Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Desvio Padr o SQRT Admiss vel do N Leituras Fabricante SQRT 3 Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Desvio Padr o SQRT Admiss vel do N Leituras Fabricante SQRT 3 Tabela 26 Incerteza associada ao Sensor Hall devido fonte de alimenta o Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Desvio Padr o SQRT Admiss vel do w N Leituras Fabricante SQRT 3 Fonte alimenta o ISO TECH 1PS3202 ne Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Desvio Padr o SQRT Admiss vel do w N Leituras Fabricante SQRT 3 O c lculo de incertezas feito atrav s da soma das contribui es das Tabela 25 e Tabela 26 A imagem da subsec o anterior apresenta se o exemplo de c lculo de incerteza para o sensor Hall para um caudal de 2 1 min 89 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 27 Incerteza associada ao Sensor Hall devido ao Keithley para 2 l min 4 30662E 06 6 35195E 05 5 7735E 06 0 012939746 0 096390034 1 92258E 07 6 50515E 07 1 71852E 06 5 7735E 07 Tabela 28 Incerteza associada ao Sensor Hall devido fonte de alimenta o para
58. dade m nima necess ria para corrigir as imperfei es uma vez que quando utilizada em excesso causa o efeito contr rio ao pretendido podendo ainda em casos limite danificar os condutores do NTC Para verificar se existia uma mais valia na utiliza o da pasta t rmica apenas foram realizados Testes de Resist ncia gua uma vez que este procedimento de teste de todos o que sujeita o componente a condi es mais extremas Para tal o procedimento de teste foi posto em pr tica sendo que metade dos NTC s foi submetida ao teste sem pasta t rmica e a outra metade com pasta Nas Figura 16 e Figura 17seguintes observa se o dispositivo de teste desenvolvido segundo as normas da MOS com uma tens o de 5 V Figura 16 Teste de Resist ncia a gua 37 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Fonte de Alimenta o 25 Resist ncias de 10 K Q dentro de caixa cada um ligado em s rie com um NTC Figura 17 Teste de Resist ncia a gua Na Figura 18 pode ver se o esquema el ctrico do Teste de Resist ncia a gua 10k0 10 kQ ain discadaacansdaadad uacisui s 0 Vdc ssssssssssssssssssssssssssassss 5 Vdc Figura 18 Esquema el ctrico da montagem do Teste de Resist ncia a gua 3 2 2 2 NTC s de Imers o O ensaio realizado com NTC s de imers o foi motivado pela necessidade de inferir sobre a qualidade de NTC s comercializados
59. dal Tabela 5 Caracterer sticas a analisar nos HDG s comercializados Excerto da Tabela retirada da MOS de Hirogeradores 52 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes nr description Jumit Specifications O rear H Mo quem a1 Funcionar bonae 1 11 id ir e O 2 0 0 1 l min Pressuredop Ia os S Electric Power ES 145 Load 20 Ohm M 1 Frequency kz DO fEficeny E E O 3 1 2 Water flow O Em 2 5 0 1 Vmin Pressure drop C Noas o Load 20 Ohm 41 DO fEecticPower img Load 20 Ohm 1 O GA Do 3 1 3 Water flow OD 14 0 5 l min C Voas jvm Frequeney gh O A Es IS 3 2 Tightness No caso dos HDG s Prot tipo os caudais a considerados s o 2 0 I min 2 3 l min 2 55 l min e 18 l min sendo apresentado na tabela seguinte as vari veis a analisar para cada caudal Tabela 6 Caracter sticas a analisar nos HDG s comercializados Excerto da Tabela retirada da MOS de Hidrogeradores Prot tipo No Description Unn Spec icaions Remak DL Nom Min Ma G 4 1 Functional behaviour J 14 14 1 0 om I 2 0 0 1 min M E E TT Be E E ao7 20 22 ScoAmer amp i Tostlcar to aim e a 2 3 0 1 l min Electric Power See Annex 5 1 Test Load E rim 452C till 70 C 105 Voltage on test load circuit V 307 29 3 2 See Annex 5 1 TestLoad 4 1 3 Water flow OD
60. de da realiza o deste estudo prendeu se com a possibilidade de implementa o de um novo processo de montagem com vista a melhorar a performance de funcionamento destes componentes Para tal ponderou se a utiliza o de pasta t rmica com vista a atingir os objectivos pr definidos No decorrer de uma FMEA para analisar esta possibilidade foi necess rio executar testes para comprovarem os benef cios da pasta t rmica Pasta t rmica A pasta t rmica um composto qu mico com excelentes propriedades condutoras que utilizada para dissipar calor A par das suas caracter sticas t rmicas a aplica o da pasta t rmica tem a vantagem de preencher as imperfei es da superf cie que antes eram preenchidas com ar e que impediam a dissipa o por condu o entre duas superf cies 36 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Atendendo ao funcionamento dos NTC s a aplica o da pasta t rmica seria uma mais valia uma vez que iria melhorar a superf cie de contacto entre o NTC s e a tubagem de circula o de gua potenciando a transfer ncia de calor diminuindo assim o erro entre a temperatura real da gua que circula no interior do aparelho e a temperatura lida pelo sistema de controlo Para al m do j referido a pasta t rmica tem ainda a vantagem de proteger o NTC da corros o por humidade A utiliza o da pasta t rmica deve ser limitada quanti
61. de forma a controlar o ciclo de teste descrito anteriormente Temporizadores ou timers Dispositivo capaz de medir tempos este tipo de componente utilizado nas mais diversas aplica es contabilizando tempo e ou controlando sequ ncias num determinado circuito de controlo Existe no mercado uma vasta gama de temporizadores podendo estes ser mec nicos electromec nicos digitais ou programas em computadores 62 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Temporizadores Figura 44 Montagem dos temporizadores e rel s de accionamento dos motores Neste teste recorreu se ao uso de temporizadores Figura 44 uma vez que estes s o de f cil implementa o e cumprem em pleno as necessidades inerentes a este teste Um temporizador controlava o tempo de ciclo 10 segundos tens o 230 Vac nos entrada 1 e 3 dos motores aquecimento central e 10 segundos tens o 230 Vac nos entrada 1 e 2 dos motores guas sanit rias O Gr fico 7 uma representa o simples do ciclo a que s o sujeitos os motores Motores 1 2 3 4 actuados nos Motores 1 2 3 4 actuados nos inputs 1 e 3 v lvulas de 3 vias inputs 1 e 2 v lvulas de 3 vias em posi o de aquecimento jem posi o de guas sanit rias central 1 10 20 sec Gr fico 7 Gr fico de actua o dos Motores 63 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabili
62. de fornecedores cred veis e competentes para cada um dos componentes que implementa nos seus esquentadores O estudo destes componentes foi reflexo dessa procura Com esta an lise esperava se comprovar a qualidade dos componentes abrindo uma porta ao estabelecimento de rela es comerciais com os novos fornecedores Com base nos resultados obtidos na primeira an lise dos NTC s de imers o no banho termoest tico foi poss vel verificar que os valores obtidos Tabela 11 correspondem quase em 100 aos valores esperados ou seja os valores de resist ncia registados encontravam se dentro dos valores de toler ncia definida pela tabela seguinte 78 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 11 Tabela padr o do comportamento dos AGU s de Imers o Tabela retirada da MOS de NTC s de Contacto TEMP Rnom Rmin Rmax R Tot of Tol le Temp Tot Temp Tot 36417 6 357545 370893 T 28768 9 28295 1 29247 8 1 65 22890 3 225519 292314 1 48 18338 1 18097 1 185805 1 31 14787 9 14617 1 149592 1 15 12000 0 11880 0 12120 0 1 00 97964 9683 7 99094 1 15 8043 6 7939 3 8148 5 1 30 6641 0 65455 67372 1 44 5512 1 54252 55998 1 58 45983 45197 46778 1 71 38548 37839 39267 1 84 32467 31829 33115 1 97 27469 26895 28052 2 09 2334 1 20825 23865 2 21 19916 19453 20388 2 32 17062 16646 17486 2 44 14673 14299 15055 2 55 1266 6 12330 13010 2 66 10973 1
63. dente com o intuito de determinar de forma imediata o coeficiente de sensibilidade valor assinalado no gr fico Para cada caudal foram recolhidos 500 leituras que serviram como base de c lculo para as incertezas do tipo A Para incertezas do tipo B exceptuando as incertezas do caudal metro que seguem uma distribui o normal seguiram as indica es dos fabricantes Em anexo Anexos B Ce D poss vel consultar as indica es dos fabricantes As tabelas que se seguem s o id nticas s anteriores apresentando agora os valores de incerteza obtidos para o caudal de 2 l min Tabela 19 C lculo de Incertezas das grandezas do Magnete para 2 l min e dependente do Keithley 0 002714014 0 002346838 5 7735E 06 0 007175948 Keithley 2750 1 299387146 0 127124344 0 19225764 2 639341247 0 109233298 0 05157674 5 1735E 07 0 241595311 86 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 20 C lculo de Incertezas associadas ao caudal e dependente do Keithley a h Keithley 2750 0 001955669 5 89118E 05 5 7735E 07 Tabela 21 C lculo de Incertezas associadas ao caudal e dependente do caudal metro Do asc asc seo 15601 15601 1m a o S E Caudal metro Endress Hauser 0 008151709 4 50362E 06 5 7735E 05 0 0345 0 046803 0 116448983 Promac 53B Para os restantes caudais o procedimento seguido foi o mesmo apresentando se de seguida uma tabela
64. e deveu se necessidade de implementar um novo sistema de teste na linha de montagem uma vez que o tipo de teste efectuado era moroso e energicamente dispendioso Era sendo necess rio aquecer o AGU at temperatura de abertura do contacto bimet lico e para tal eram utilizados aquecedores demasiado grandes 45 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes que n o se centravam apenas no componente fazendo a subida de temperatura por aquecimento do ar circundante ao sensor e implicando um consumo de 2000W Ap s ter sido sugerido um novo equipamento de teste desenvolvido na empresa o departamento da Qualidade ficou respons vel por verificar a sua funcionalidade e analisar se este equipamento de teste n o danificava os componentes Ao ser comprovado a n o exist ncia de problemas causados por este modo de teste o tempo de execu o na linha seria reduzido assim como o gasto energ tico seria reduzido em mais de 90 Este equipamento Figura 26 de teste consiste num ferro de soldar alterado na zona de contacto fazendo o contacto directo sobre o AGU montado na chamin do esquentador Chamin Ferro de soldar alterado Prot tipo Local de coloca o do amp GU Figura 26 Montagem de teste para os AGU s Para a verifica o das implica es causadas pelo prot tipo foi definido o seguinte procedimento teste 1 Seleccionar um valor de temperatu
65. e probabilidade BOSCH 1996 b t F 1 e Esta fun o aplic vel em v rios casos e representa uma boa descri o das propriedades reais dos objectos E foi um dos primeiros passos no que respeita a m todos estat sticos de apoio determina o do comportamento dos componentes No entanto nem sempre os componentes seguiam esta distribui o e tornou se imperativo o desenvolvimento de novos m todos capazes de avaliar a qualidade de um componente ao longo do tempo Nesta breve apresenta o do que o conceito de Fiabilidade importa salientar que para que se possa avan ar para uma previs o estat stica do comportamento de um componente ao longo do tempo sustentada na formula o desenvolvida nos ltimos anos necess rio construir um registo de acontecimentos passados relativamente a tipos de falhas e momentos de ocorr ncia para que seja poss vel fazer um tratamento estat stico representativo do comportamento do componente Esta base de dados n o se pode basear apenas em condi es padr o sendo de grande import ncia considerar os dados obtidos atrav s de experi ncias de campo servindo de base de compara o com os valores te ricos dispon veis Quanto mais informa o dispon vel houver mais segura ser a previs o de Fiabilidade de um dado componente A Norma X60 502 da AFNOR 1988 define a possibilidade de cria o e utiliza o de bancos de dados de Fiabilidade externa ou seja que o
66. ebrae sc com br sebraetib Hp conceitos certificacao qs9000 html Visistado em 23 de Maio de 2008 Fiabilidade Consultado em http docentes esa ipcb pt armando sht fiabilidade pdf Visistado em 1 de Abril de 2008 No es de Fiabilidade Consultado em http pt wikipedia org wiki Fiabilidade Visistado em 1 de Abril de 2008 Incerteza Consultado em http pt wikipedia org wiki Incerteza Visistado em 15 de Abril de 2008 Vocabul rio de Metrologia Legal Consultado em http www if ufrj br teaching metrol metro html Visistado em 15 de Abril de 2008 Teoria dos Erros Consultado em http pt wikipedia org wiki Teoria dos erros Visistado em 15 de Abril de 2008 Teoria dos Erros I Consultado em http pt shvoong com exact sciences mathematics 1678516 teoria dos erros Visistado em 15 de Abril de 2008 Incerteza Consultado em http www defi isep ipp pt ndg site docs Aula4 pdf Visistado em 15 de Abril de 2008 97 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Quantifica o das Incerteza nas Medi es Anal ticas Consultado em http www eurachem fc ul pt Guia Eurachem P pdf Visistado em 15 de Abril de 2008 Siemens LOGO Consultado em http www automation siemens com logo index 76 html Visitado em 24 de Junho de 2008 Temporizador Consultado em http pt wikipedia org wiki Temporizador
67. elado pelo fornecedor Na Figura 45 poss vel observar os esquemas do pressostato para o estado ON e para o estado OFF 64 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Pressostato no estado ON Tomada de press o do ventilador Tomada de press o E atmosf rica Estilete Intertuptor representado no Membrana de separa o das estado fechado ON c maras de press o Pressostato no estado OFF Tomada de press o do ventilador Tomada de press o P atmosf rica Estilete Intertuptor representado no Membrana de separa o das estado fechado OFF c maras de press o Figura 45 Esquema do Pressostato Como se pode pelo esquema o interruptor abre sempre que a press o atmosf rica superior ao valor de press o do ventilador Contactos de liga o Electr nica Micro interruptor Parafuso de ajuste selado Tomada de press o atmosf rica Tomada de press o do ventilador Figura 46 Pressostato 65 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Atendendo ao esquema da Figura 45 o canal do lado esquerdo do pressostato vai estar ligado ao ventilador atrav s de um venturi O lado direito est ligado a chamin do aparelho a g s No normal funcionamento do equipamento a press o na c mara da esquerda vai ser maior que na c mara da direita nesta posi o
68. em substancialmente para a 6 Our suppliers contribute substantially to the quality of our qualidade dos nossos produtos e servi os Assim exigimos que products and services Therefore our suppliers must live os nossos fornecedores apliquem os mesmos padr es de up to the same high quality standards we have adopted Figura 7 Os 6 princ pios da Qualidade BOSCH Imagem retirada de Princ pios da Qualidade apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH EA Procurando sempre a satisfa o do cliente no que diz respeito qualidade do produto o Quality Management amp Methods QMM prop e se a comunicar a organiza o as boas pr ticas que fazem da empresa l der na qualidade dos produtos e Best in Class no que diz respeito a custos de qualidade A equipa do QMM uma equipa exigente que tem como princ pios Informa o retirada de Apresenta o do QMM apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH Qualidade quando os Clientes voltam n o os produtos Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Qualidade de fazer bem a primeira Qualidade satisfa o do cliente Qualidade responsabilidade de todos TTPO QMM organization y Quality Management amp Methods P Pinho TTPO QMN TT QMM WH Subst L Pacheco o QMM1 QMM9 QMM P L Pacheco J Pin
69. entivo do efeito Hall Imagem retirada da p gina web http www smar com brasil2 shownews asp Id 305 a 7 de Maio de 2008 Como principal vantagem o sensor Hall pode medir tantos campos cont nuos como campos alternados E podem ser utilizados nas mais diversas aplica es como o caso de motores sensores de velocidade sistema de injec o em motores medi o de corrente pot ncia e 51 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes campo magn tico controle de motores DC sem escova sensores de proximidade controle de rota o controle de posi o entre outros No caso dos hidrogeradores o efeito Hall explorado como sensor para a medi o de frequ ncia sendo o sinal em frequ ncia proporcional ao caudal de gua que percorre o HDG apresentando uma boa repetibilidade e fiabilidade Ao receber um input de uma fonte geradora de sinal o sensor Hall vai transmitir a electr nica do esquentador um sinal da real posi o do sistema 3 4 1 Procedimento de teste Segundo a MOS definida para os HDG s importante saber qual o comportamento el ctrico destes para diferentes caudais No caso dos HDG s que j s o implementados nos esquentadores importante saber qual o comportamento destes para caudais de 2 0 0 1 l min 2 5 0 1 1 min e 14 0 5 1 min No quadro seguinte poss vel observar as vari veis que s o importantes conhecer para cada cau
70. ependente da cria o de condi es no laborat rio e da determina o da capacidade volum trica adequada Quando se concretizar a instala o do vaso expansor definitivo ser necess rio rever o c lculo de incertezas relativo ao caudal metro sendo apenas neces rio novas leituras para cada caudal e introduzir no template criado pela autora 94 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Apesar deste trabalho se ter desenvolvido no Laborat rio de Fiabilidade de referir que n o houve oportunidade de aprofundar estudos realizados com base na an lise estat stica de Fiabilidade uma vez que o laborat rio n o apresenta ainda neste momento uma base de dados hist ricos relativos ao comportamento de falhas suficientemente alargada e trabalhada Como foi referido na sec o 2 1 para se poder analisar a Fiabilidade de componentes em primeiro lugar necess rio construir um hist rico dos modos de falhas e dos per odos de ocorr ncia Em resumo esta uma proposta que se deixa ao departamento da qualidade para um futuro pr ximo Esta iniciativa no caso de ser implementada certamente contribuir para a melhoria do tratamento de dados provenientes da an lise de componentes Para tal necess rio aumentar o tamanho das amostras a testar e cruzar essa informa o com o hist rico existente tanto de testes como de dados relativos s ocorr ncias de ava
71. er a admiss o de g s para o queimador regulando a quantidade necess ria queima com o objectivo de obter a temperatura da gua desejada pelo utilizador Estes componentes t m de ser estanques e uma vez que s o accionados electronicamente necess rio garantir determinadas caracter sticas el ctricas Uma parte importante do autom tico de g s a tampa Figura 51 onde se encontram as v lvulas piloto e principal como se pode observar na figura seguinte Contacto de liga o a Electr nica V lvula Piloto Figura 51 Tampa da V lvula de G s Como j foi referido anteriormente a v lvula piloto respons vel por alimentar o esquentador aquando da igni o Esta v lvula normalmente aberta ao contr rio da v lvula principal que normalmente fechada Caracterizaram se 25 tampas de g s que foram posteriormente montadas em esquentadores e est o em funcionamento No fim do tempo de vida destes esquentadores as tampas voltar o a ser caracterizadas 70 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes A caracteriza o envolveu teste el ctrico e teste de estanquidade Na tabela seguinte poss vel observar as condi es consideradas para a caracteriza o definidas na MOS para v lvulas de g s Tabela 8 Descri o do teste efectuado as Tampas da V lvula de G s Aberto Fechado o o0 he fra o po p Dm e
72. h o P Marques Subst J Pinh o Subst Lopes Subst P Pinho Product and Process Quality Assurance Customer Complaints QM System GWT GZT Solar and BC management Q Projects QMM12 OMM Direct complaints Product Process Quality Product Test QM System GWT G E Pre Assembly L Sousa Ext SIQ Meeting E Cue F Sim as Q tests I Lopes V Instrumento Product audi Z audit tests Reliability tests Returns analysis Solar BC SP amp 3rd Shift E o M Castro N aden ara nandes C Moreira v Henriques saco R Ferreira H Silva R Nascimento Es N Maia P Oliveira GWT High Output amp Assembly lines S Pereira J Leite J Lopes J Silva O data records Q Documents Metrology Reporting GZT amp Manufacturing F Marques D Pereira C Mar al M Sim es R Dias A valente EWT amp EWS N Mateus np BOSCH 1 TIPO QMM 20 05 2006 Robert Bosch GmbH reserves all rights even in the event of industrial property rights We rezerve all rights of y dzpozal zuch as copying and passing on to third pares Organigrama 4 Estrutura o do Departmento da Qualidade com destaque da sec o onde decorreu este trabalho Imagem retirada de Departamento da Qualidade dispon vel apenas no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH Uma vez que o Laborat rio de Fiabilidade foi o local onde foram desenvolvidos os testes que d o mote a este texto assim como outros testes que foram realizados pela aluna em simu
73. iberdade v Grau de incerteza associado a cada incerteza u Incerteza Calculada a estimativa de graus de liberdade e assumindo a probabilidade acontecimento estima se o factor K que igual ao coeficiente T student Tabela 3 Coeficiente T student factor K Tabela retirada da p gina Controlo Metrol gico e estat stico An lise de Incerteza http mea pucminas br palma metrolapostincert pdf em 12 de Maio de 2008 Graus de Probabilidade P 9 Liberdade CIR ESSES Do fis ex Jum om om 2 fos fem fes os Do fio foss E iu he fr fo io 5 Jiu fe hs fs Jum os fis fs e han oe fis fhs e faso 325 fios fs ha ha fay fios fiso faz aos fan os um fas an FERE o f f 68 E 68 r 68 na TT 3 01 1 04 176 2 98 L03 2 95 1 03 2 92 2 286 7 23 2 90 2 85 279 2 75 222 2 70 269 2 68 2 626 4 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 25 5 100 21 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Inferido o n mero de graus de liberdade assume se uma distribui o normal se v lt 50 sendo _ Contribui o u x K Sempre que v gt 50 o n mero de graus de liberdade considerado infinito nesta situa o a incerteza do tipo B segue uma distribui o Rectangular ou Triangular Distribui o Rectangular _ Contribui o u x E Distribui o Triangular _ Contribui o u x E A escolha do ti
74. icas t cnicas do Mult metro Keithley 2750 Tabela 30 Caracter sticas DC retirado do Manual t cnico do Equipamento Keithley 2750 DC CHARACTERISTICS Conditions MED 1 PLC or 10 PLC or MED 1 PLC with Digital Filter of 10 Accuracy ppm of reading ppm of range ppm Test po Input Resistance or parts per million e g 10ppm 0 001 Temperature Burden Open Circuit Voltage 24 Hour 90 Day 1 Year Coefficient Function Range Resolution Voltage 2700 2701 2750 23 1 23 C 5 ra E 0 18 C amp 28 50 C 100 0000 mV 0 1 pv gt 10 GQ gt 10 GQ 5 30 25 35 30 35 1 5W 1 000000 V 10 uV gt 10 GQ gt 10 GQ 5 6 5 7 30 7 1 C Voltage 1000000 V gt 10 GQ gt 10 GQ 10 4 30 5 1 IC 1000000 V pre 10 MO 21 10 MQ 1 5 6 45 9 6 IyC 1000 000 v 1 mV 10 MQ 1 10 MQ 1 20 6 35 9 50 9 6 C 1 000000 Q 1 gQ 10 mA 59 V 80 40 80 40 100 40 8 WC 10 00000 Q 10 uQ 10 mA 59 V 20 20 80 20 100 20 8 1 C 100 0000 Q 100 uQ 1 mA 69V 122 V 20 20 80 20 100 20 8 1 C 1 000000 kQ 1 mQ 1 mA 69 V 22 V 20 6 80 6 100 6 8 1 C Resistance 10 00000 kQ 10 mQ 100 p 69 V 68 V 20 6 80 6 100 6 8 1 100 0000 kQ 100 mQ 10 pA 128 V 28 V 20 6 80 10 100 10 8 Iy C 1 000000 MS 10 Q 10 pA 128 V 28 V 20 6 80 10 100 10 8 IC 10 00000 MG 10 Q 07 ANO MO 70V 70 V 150 6 200 10 400 10 70 1PC 1000000 MZ 100 Q 07 uAVIOMO 70V 70 V 800 30 2000 30 2000 30 385 1 C 1 000000 Q 1 pQ 10
75. inal do Sensor C 15 C 4 C 83 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 4 3 HDG s Hidrogeradores A principal contribui o da an lise de HDG s para este trabalho prendeu se com o C lculo de Incertezas inerente a medi o de grandezas relativas aos HDG s Atendendo ao facto dos dois tipos de HDG s terem caracter sticas diferentes foi calculada a incerteza para cada um dos casos 4 3 1 HDG comercializado Este HDG trata se de um componente mais simples uma vez que apenas possui magnete Assim sendo foram analisadas as incertezas associadas s leituras de voltagem e corrente alternada e frequ ncia Nesta situa o foi calculada tamb m a incerteza associada s medi es do caudal metro A Tabela 16 resume as incertezas consideradas que contribu ram para a determina o da incerteza m xima para cada vari vel do HDG Tabela 16 Incerteza associada ao magnete TEC Desvio Padr o SQRT Admiss vel do N Leituras Fabricante SQRT 3 Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Keithley 2750 Desvio Padr o SQRT Admiss vel do N Leituras Fabricante SQRT 3 Repetibilidade Erro M ximo Resolu o SQRT 3 Desvio Padr o SQRT Admissivel do N Leituras Fabricante SQRT 3 84 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 17 Incerteza das
76. laneamento ou da m execu o do processo O FMEA de Sistema dedicado a an lise de todas as formas de falha do sistema que envolve a satisfa o do cliente e por ffm FMEA de Servi os centrado na preven o de falhas dos servi os relacionados com os produtos Neste trabalho o FMEA de Processo de todos os que tem maior relevo uma vez que a an lise de NTC s executada deveu se ao desenrolar de um FMEA com o objectivo de analisar as falhas num novo processo de montagem do componente como se ver mais adiante No entanto a metodologia utilizada na cria o e desenvolvimento de um FMEA semelhante para todos os tipos de FMEA O in cio de um FMEA d se no momento em que se define o alvo de an lise E formada uma equipa pluridisciplinar com o intuito de determinar para o produto ou processo os poss veis modos de falha os efeitos que podem causar e causas que levam falha Ap s a identifica o das falhas efeitos e causas necess rio determinar tr s factores quantific veis a Severidade S a Ocorr ncia O e a Detec o D A Tabela 2 seguinte apresenta os crit rios de avalia o de cada um dos tr s factores quantific veis Estes devem em avaliados de forma independente ou seja a avalia o de um crit rio n o pode levar em conta a quantifica o de outro crit rio 16 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes sm2 gt 0 ampez e
77. lt neo torna se imperativo fazer uma pequena descri o deste mesmo laborat rio O Laborat rio de Fiabilidade pertence ao QMM 13 respons vel pelo Product Test como podemos ver pelo Organigrama 4 A este laborat rio compete por um lado analisar o tempo de vida de cada componente utilizado na produ o de cada produto e por outro analisar o tempo de vida do produto final Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Neste espa o levam se a cabo testes em condi es extremas simulando o que de pior pode estar sujeito um componente ou equipamento com vista a atingir as 100 partes por milh o ppm de testes a componentes cr ticos de esquentadores e 100 ppm de testes a esquentadores atendendo sempre ao respeito das normas de seguran a e ambientais Ainda s o poucas as empresas que possuem os seus pr prios Laborat rios de Fiabilidade Este laborat rio pauta se pelo seu crescimento nos ltimos anos estando constantemente a trabalhar para o aumento da sua capacidade de realiza o de testes trabalhando n o s com o intuito de comprovar a Fiabilidade mas tamb m em colaborar de forma muito activa com os outros departamentos e laborat rios da qualidade da empresa e tendo uma contribui o de peso no que diz respeito aos produtos ainda em concep o Na Figura 8 observa se tr s dos muitos testes realizados no Laborat rio de Fiabilidade Figura 8 Exemplos de
78. medi es de corrente em fun o de caudal obtidas pelo keithley Repetibilidade Erro M ximo Desvio Padr o SQRT Admiss vel do Keithley 2750 N Leituras Fabricante SQRT 3 Tabela 18 Incertezas associadas medi o de caudal atrav s do caudal metro n o considerei porque considerei oscila o m xima da corrente mA A incerteza associada ao caudal calculada pela soma das contribui es da Tabela 17 e Tabela 18 Para todas as contribui es de incerteza apresentadas em corrente foi necess rio multiplicar um coeficiente de sensibilidade com o intuito de transformar o valor de incerteza em corrente em incerteza de caudal As incertezas que seguem uma distribui o normal surgem da observa o do comportamento do caudal metro em fun o da corrente Nesta situa o foi necess rio fazer uma observa o retirando as varia es m ximas de caudal e de corrente lidas pelo caudal metro 85 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Caudalem fun o da currente a o gt o N ka Cauldal l min y 1 5601x 6 213 6 8 Currente mA Coeficiente de Sensibilidade Gr fico 12 Distribui o gr fica e equa o de caudal em fun ao da corrente O Gr fico 12 foi obtido a partir das leituras de caudal e de corrente efectuadas no caudal metro Este gr fico foi tra ado com o caudal como vari vel depen
79. menta o do circuito no per odo de gua temperatura de 88 C e a alimenta o temperatura m dia de 9 C garantida pela gua de rede que passa por um cooler que faz o arrefecimento 39 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Permutador Secund rio Caldeira v3 X Figura 19 Esquema da Montagem do Teste de Ciclos para NTC s de Imers o Caldeira de apoio ao teste Electrov lvula V3 Electrov lvula V4 Electrov lrula Vi NTC Electrov lrula V2 Figura 20 Teste de Ciclos para NTC s de Imers o 40 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Como modo de controlo do sistema foi necess rio programar um PLC da Siemens conhecido por LOGO Este m dulo para micro automoma o re ne num s dispositivo rel s temporizadores contadores interruptores etc A linguagem de programa o muito interactiva e interpretativa no entanto esta foi mais uma etapa no que respeita a aquisi o de conhecimentos uma vez que a aluna n o tinha qualquer experi ncia neste tipo de programa o mas foi poss vel perceber o seu funcionamento e criar um programa capaz de fazer a comuta o entre os diferentes ciclos Na Figura 21 s o indicados os principais constituintes do LOGO Acesso ao modulo de M dulo de alimenta o programa 4 as
80. ntos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes NTC 1 75 Resist ncia Interna Versos Temperatura 14 10 Resist ncia M9 0 r r r T r T r r r r 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Gr fico 10 Distribui o do valores de resit ncia obtidos para os NTC s de Contacto com Pasta T rmica NTC 1 75 Resist ncia Interna Versos Temperatura Resist ncia MR o Da R ie 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Gr fico 11 Distribui o do valores de resit ncia obtidos para os NTC s de Contacto semPasta T rmica 4 1 2 NTC s de imers o Antes de qualquer outro coment rio de referir que a aluna apesar de ter iniciado o teste n o teve oportunidade de o concluir uma vez que o planeamento de execu o vai terminar ap s a conclus o do projecto No entanto tendo em conta os resultados obtidos na an lise interm dia foi poss vel ter uma ideia do comportamento dos componentes Tabela 10 77 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 10 Planeamento do teste em dias e em n mero de ciclos Do 1soooof 300000 Com o intuito de conseguir produtos de grande qualidade aos pre os mais competitivos a BOSCH Termotecnologia est em constante procura de oportunidade de melhoria dos seus componentes Trabalhando sempre por manter um leque
81. o Motor Os motores e as v lvulas de 3 vias foram sujeito a um teste de tempo de vida sendo pretendido comprovar a sua fiabilidade ao fim de 250000 ciclos o equivalente a 15 anos de vida Durante o per odo de teste os motores executaram a abertura e fecho das v lvulas de tr s vias durante 10 segundos a v lvula estava aberta e durante 10 segundos estava fechada Na Figura 42 mostrada montagem do teste de motores 60 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes IMedidor de Press o Circuito de gua Motor V lvula de Tr s Vias inserida no bloco hidr ulico e actuada pelo motor Bloco hidr ulico da caldeira Bomba de gua Figura 42 Montagem de teste dos Motores No in cio e fim do teste foi necess rio caracterizar o veio das v lvulas e dos motores quanto ao curso de movimento e quanto a for a Na figura seguinte poss vel observar um template do software utilizado na medi o da for a necess ria para fazer a desloca o do veio das v lvulas ou dos motores 61 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela de For a em fun o do deslocamento Gr fico de For a em fun o do deslocamento Figura 43 Programa de medi o do deslocamento e for a do veio do motor e da v lvula Para a montagem deste teste foi necess ria a prepara o de um temporizador
82. o Rom nia Estra Gr cia finca B lgica Hungria Semia Bulg ria It lia Eslov quia s g Cro cia Let nia oe bi DER Rep blica Checa Litu nia D H Est E Bol via Brasil China Canad Singapura Chile pam 4 Taiwan Col mbia frica EPA Costa Rica Alg ria oia Guatemala Egipto k o E M xico Pp a Israel Panam E Jord nia o Libano Venezuela DO j Ote nia Austr lia Nova Zel ndia E Mercados TTPO Domiciio ou Sabsidi rio O Parceiros Neg cios Figura 5 Clientes BOSCH no Mundo Informa o retirada da Apresenta o de Resultados de 2007 apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH No Gr fico 1 poss vel observar a distribui o das cotas de mercado na Europa onde a BOSCH lidera as vendas Figura 6 B lgica 11 Ottros 3 Alemanha 12 Holanda 15 It lia 12 Fran a 12 Portuga 21 Espanha 14 Gr fico 1 Distribu o das vendas na Europa Informa o retirada da Apresenta o de Resultados de 2007 apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes N 1 na Produ o de Esquentadores na Europa Figura 6 Liderean a de Mercado Imagem retirada da Apresenta o de Resultados de 2007 apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH No que respeita a organiza o a BOSCH Te
83. o bimet lico Este constitu do por duas pe as met licas rigidamente ligadas e com coeficientes de dilata o t rmica diferentes Estes sensores s o percorridos por um sinal el ctrico que vai indicar ao sistema de controlo o seu estado que pode tomar duas posi es aberto ou fechado A uma dada temperatura as duas pe as met licas t m a mesma forma e comprimento Quando se d o varia es de temperatura uma vez que os coeficientes de dilata o s o diferentes as duas pe as met licas v o sofrer varia es de tamanho diferentes Como est o rigidamente ligadas a pe a que tem maior coeficiente de dilata o vai ser obrigada a encurvar afastando se da outra pe a Quando a temperatura de contacto de seguran a atingida o bimet lico empurra um pino que corta o contacto el ctrico Na figura seguinte poss vel observar um exemplo de um termostato bimet lico Terminais NN SIS SINES Encapsulamento Contactos Isolador L mina bimet lic IEA Bra o de contacto Figura 24 Esquema de um term stato bimet lico em corte Imagem retirada de Sensores ONOFF dispon vel em http www dps uminho pt ensino legi dossier disciplinas CPA CPA LEGI SensoresOnOff 05 06 modulo2 ppt a 24 de Junho de 2008 A sua aplica o destina se ao controlo da temperatura dos gases de escape do esquentador Os AGU s Figura 25 s o montados na chamin do esquentador sendo mais um dos di
84. o de teste de caixas electr nicas Imagem retirada da Departamento da Qualidade apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH c e ereeeneeeaereaeneneneneneaeneneneneaeaeaeaeaeaene 10 Figura 9 Esquem tico do esquentador a Esquentador b 27 Figura 10 Sequ ncia de funcionamento do Esquentador 27 Figura 11 Painel frontal de uma Caldeira eeeseeeeeeeeeseeesesesseserssressrserssressesnrerrersessresressesee 28 Figura 12 Esquem tico da caldeira a Caldeira b S sssersiatissssstolocasaaielderssessfrstaliagaapdatgessds 29 Figura 13 a Desenho do NTC de contacto b Fotografia do NTC c Fotografia do interior d NIC oele ea e A A A e O O a 32 Figural 4 NTC de Immersi sneen nonien a a SD aa aa 32 Figura 15 Banho Termoest tico ssa aspas pinos na PTS a a a 33 Figura 16 Teste de Resist ncia a gua eee meneame eee erereeeeeeno 37 Figura 17 Teste de Resist ncia a gua mereemereemeeeeeme eres erereeeereeneo 38 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Figura 18 Esquema el ctrico da montagem do Teste de Resist ncia a gua 38 Figura 19 Esquema da Montagem do Teste de Ciclos para NTC s de Imers o 40 Figura 20 Teste de Ciclos para NTC s de Imers o e ni rrrreeaeaaa 40 Figura 21 Descri o d
85. o ps p Dm rm 1 o rs sm om ou Na figura seguinte apresentado o equipamento utilizado no teste das tampas das v lvulas 71 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Fonte de Alimenta o Utilizada para abrir e Equipamento de fechar as v lvulas press o Faz pressuriza o da tampa e leitura dos valores de fuga Canal de Ar Ligado ao i Dispositivo de veda o da equipamento de press o Tampa da V lvula de G s Tampa da V lvula de G s Figura 52 Equipamento utilizado na caracteriza o das Tampas da V lvula de G s 72 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 4 Resultados No cap tulo anterior foi feita uma descri o dos componentes analisados os testes realizados e as motiva es de cada teste Na presente sec o de texto ser o apresentados os resultados obtidos depois de fazer uma refer ncia ao que era esperado Como j referido anteriormente nesta sec o constam apenas resultados relativos aos testes executados com NTC s AGU s e HDG s 4 1 NTC s Negative Temperature Coefficient 4 1 1 NTC s de contacto Com base em an lises anteriores ao in cio deste projecto que conclu ram a necessidade de interven o a n vel da montagem destes componentes surgiu a possibilidade de implementar o uso da pasta t rmica como forma de melhor
86. ocedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Este componente constitu do por uma turbina e um d namo que por sua vez constitu do por um magnete e uma bobina Sempre que o higrogerador percorrido por gua a turbina roda e o magnete acoplado tamb m A rota o do magnete gera uma diferen a de potencial na bobina vari vel entre 14 V e 2 2 V Esta diferen a de potencial alimenta o sistema electr nico que controla a igni o as v lvulas de g s a detec o de ioniza o e os sensores de temperatura Com este dispositivo a caixa electr nica deixa de ter a necessidade de ser alimentada por pilhas A Figura 28 uma representa o esquem tica do circuito el ctrico que integra o hidrogerador 6 8 sr TE P 0 gt umae e d amp J N 3 10 tem PANA J Gret AF s 1 k f iHe 4 AN T E i ad gt Hr 13 t 1 Vela dk igni o 8 Sensor de temperatura 2 Unidade de igni o 9 Valvula piloto ncemalmente fechada 3 intemuptor Lad indicador d baia press o 10 Valvula de membeana 4 Visor digital 1 Valvula servo nomalmente aberta 5 Sensor de ioniza o 12 Hidrog racke 6 Controle de gases de combust o 13 Led controls estado do queimador 7 Limitador de temperatura Figura 28 Esquema el ctrico e legenda do circuito que integra o hidrogerador Imagem retirada do Manual de Esquentador O interesse da realiza o de testes com HDG s prendeu
87. or Hall Prot tipo 50 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Este sensor tem como princ pio de funcionamento o efeito Hall O efeito Hall assim designado em homenagem a Edwin Hall que em 1879 descobriu o efeito causado por um campo magn tico sobre o movimento de electr es Quando um condutor el ctrico est exposto a um campo magn tico as suas cargas el ctricas tendem a desviar se da sua traject ria por actua o da for a de Lorentz O ngulo de desvio da traject ria do fluxo de corrente conhecido por ngulo de Hall e uma caracter stica intr nseca de cada material determinada atrav s do grau de mobilidade dos electr es A par desta caracter stica e mais uma vez tendo em conta o grau de mobilidade dos electr es poss vel determinar o coeficiente de Hall RH Para todos os materiais poss vel determinar o coeficiente de Hall No entanto a sua aplica o tem maior relev ncia associada a materiais cuja mobilidade de electr es mais elevada como caso dos semicondutores De forma simples o efeito Hall vai ser gerado ao aplicar um campo magn tico perpendicular espessura de um material que percorrido por uma corrente 1 Figura 31 Nestas condi es vai ser criada uma acumula o de carga nos limites da material gerando uma diferen a de potencial designada por tens o de Hall VHALL Figura 31 Esquema repres
88. os elementos que constituem o LOGO 41 Figura 22 Programa de accionamento das electrov lvulas 42 Figura 23 LOGO em funcionamento ausssassasasapiisagisstasgriascajasedasa pdicagarsapfadtisgadas ida aa dada d r ana 42 Figura 24 Esquema de um term stato bimet lico em corte Imagem retirada de Sensores ONOFF dispon vel em http www dps uminho pt ensino legi dossier disciplinas CPA CPA LEGI SensoresOnOff 05 06 modulo2 ppt a 24 de Junho de 2008 44 Figura 25 a Desenho de AGU AGU ads poda aa Ea aa 45 Figura 26 Montagem de teste para os AGU S e ieceeeereearereerraaeeaanto 46 Figura 27 Esquema de um hidrogerador ss saassiepaasiesabisies fog ds nie dale dg asia 48 Figura 28 Esquema el ctrico e legenda do circuito que integra o hidrogerador Imagem retirada do Manual de esquentador asa a 2 a NG 49 Figura 29 Hidroperador comercializado sia aS Les iseas ta isbas fine n os foi toS fas UgussR ES bean eira 50 Figura 30 Hidrogerador com Sensor Hall Prot tipo 50 Figura 31 Esquema representivo do efeito Hall Imagem retirada da p gina web http www smar com brasil2 shownews asp Id 305 a 7 de Maio de 2008 51 Figura 32 Equipamento de Aquisi o cccc se ceceeeerereereereerrereearerecarernaeorseeeeeseceesrcerasa 54 Figura 33 Caudalimetro Ain soma ido es os E E R E SS nao Sorel ER
89. osamente disponibilizado A todas as pessoas da empresa com quem tive a oportunidade de trabalhar que se demonstraram em todos os momentos dispon veis em particular ao Eng Francisco Marques pelo seu profissionalismo e orienta o tendo me motivado nos mais diversos momentos atrav s do seu conhecimento e entusiasmo por novos desafios Dra Sandra Fernandes pela sua inexced vel dedica o ao acompanhamento do projecto e f cil integra o que me proporcionou tanto a n vel profissional como a n vel pessoal Ao Eng Lu s Sousa e ao Sr Reginaldo Ferreira pelos seus ensinamentos paci ncia e disponibilidades demonstrados Ao Professor Doutor Eng Jos Barros Basto pelo seu incentivo apoio e motiva o que generosamente me ofereceu ao longo deste projecto Susana Arag o pela disponibilidade e apoio prestados A todos os que fazem parte da minha vida e que me acompanham em todos os momentos estando presentes mesmo quando eu estou ausente A todos obrigada pela vossa disponibilidade e dedica o Esta tese dedicada a voc s Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Conte dos LISTA DE FIGURAS cuco csessetassassaco cstrsstassactato cosssetosteora dd cols casas EEAS REA NEE REES EA NS S VIN LISTA DE TABELAS uronin en s AEE AAS XI LISTA DE GRAFICOS aaa nai Raia Gras a E E ER XIN LISTA DE ABREVIATURAS E ACR NIMOS sesesesesesesrsrseereeseorore
90. po de distribui o a seguir no caso do n mero de graus de liberdade ser infinito baseia se na experi ncia de dados anteriores Este tamb m um m todo usado para fazer uma estimativa dos graus de liberdade evitando o c lculo de v Determinadas as incertezas do tipo A e do tipo B calculada a incerteza combinada da grandeza analisada Stud du Petu u V uUs u u u onde u corresponde a incerteza do tipo A e u at u corresponde as contribui es de cada incerteza do tipo B considerada Sempre que uma grandeza dependente de uma outra determinado um factor C designado por Coeficiente de Sensibilidade atrav s da derivada parcial da equa o que relaciona as duas grandezas em jogo e a incerteza calcula se 22 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Para a obten o da Incerteza final do sistema e com o objectivo de garantir a pior situa o o valor da incerteza geralmente multiplicado por dois 23 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 3 Apresenta o de Testes Sendo a implementa o e a realiza o de testes a principal componente deste trabalho vamos passar descri o dos v rios testes que foram realizados ao longo deste projecto No decorrer do projecto a aluna teve a oportunidade de colaborar e tamb m de realizar autonomamente variados tes
91. por poss veis novos fornecedores para serem aplicados no produto World 2 esquentador produto j comercializado Estando o departamento de Desenvolvimento debru ado na melhoria cont nua dos produtos foi por ele pedido ao 38 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes departamento da Qualidade um parecer sobre a qualidade dos produtos comercializados por dois novos fornecedores Neste caso o teste executado foi Teste de Ciclo sendo que as temperaturas variaram entre 15 C e 88 C Nesta situa o o teste as caracter sticas de teste foram determinadas pelo departamento de Desenvolvimento Antes de se proceder montagem no Teste de Ciclos concebido para este estudo foi necess rio proceder caracteriza o inicial dos NTC s no banho termoest tico imagem do que foi feito no caso dos NTC s de contacto Para a execu o do teste de ciclos foi necess rio implementar um sistema que fosse capaz de alternar entre os dois circuitos de circula o de gua para que mais facilmente fosse poss vel a varia o entre as temperaturas da gua Assim sendo o tubo de cobre onde foram acoplados 20 NTC s faz simultaneamente parte de dois circuitos de gua Como poss vel observar na figura seguinte o sistema possui quatro v lvulas estas abrem ou fecham duas a duas se V e V abertas V2 e V4 fechadas A caldeira Figura 20 respons vel pela ali
92. r se ainda se mantinham as caracter sticas de funcionamento Estes testes para al m de servirem de an lise ao funcionamento dos HDG s serviram tamb m de base para o c lculo de incertezas de todo o sistema de aquisi o montado para a caracteriza o dos HDG s 56 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 3 5 Outros Testes Realizados Nesta subsec o ser o apresentados outros testes realizados durante o per odo passado no laborat rio de Fiabilidade Tiveram como objectivo a colabora o com os trabalhos que s o levados a cabo por este laborat rio com o objectivo de validar a qualidade dos componentes 3 5 1 Transformadores Constitu dos por duas ou mais bobinas acopladas ao longo de um veio magn tico estes dispositivos t m como fun o mais corrente a redu o ou aumento da tens o e ou corrente entre as bobinas do prim rio e secund rios por indu o entre as bobinas Utilizados na convers o de energia el ctrica estes dispositivos est o implementados nas placas electr nicas dos esquentadores e caldeiras para transforma o da tens o da rede em baixa tens o para alimentar a pr pria placa de controlo Os transformadores Figura 37 testados t m uma bobina prim ria de 230 Volts e duas secund rias uma de 24 Volts e uma de 230 Volts 08057 Typ El 60 30 5 BV 060 0328 0 d d t 60 C B PRI 230V S0 60Hz Pin 6 7 Figura 37
93. ra no ferro a ser usado para todas as gamas de temperatura nos AGUs 46 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes O valor de temperatura seleccionado 260 C sendo o comportamento do ferro para esta temperatura mais est vel e linear Para o valor de temperatura 260 C no regulador tem se aproximadamente 200 C no termopar em contacto com a superf cie do ferro No gr fico seguinte observa se a varia o da temperatura superficial em fun o da temperatura seleccionada Medi o da Temperatura Superficial do Ferro Ty gt S q E 5 E gt 5 250 260 300 350 Temperatura do Regulador C Gr fico 5 Comportamento da temperatura superficial do ferro em fun o da temperatura de regula o Gr fico retirado do relat rio de apresenta o do prot tipo de teste 2 Medir a resist ncia interna dos AGUs antes do teste mult metro Fluke 189 3 Abrir e fechar 3 vezes cada AGU com o ferro regulado para o SET POINT seleccionado e medir T 1 tempo de abertura segundos com o AGU previamente temperatura ambiente T 11 tempo de abertura segundos com o AGU previamente aquecido T 2 tempo de fecho segundos 47 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 4 Medir a resist ncia interna dos AGUs ap s o teste para verificar
94. resumo do c lculo de incertezas Tabela 22 Resumo do C lculo de Incertezas de cada Caudal Incertezas 0 116448983 0 005806646 2 597677771 0 154217566 0 116559498 0 005008861 0 571670967 0 12761077 0 007175948 2 639341247 0 241595311 0 152226682 87 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes A incerteza calculada foi ent o associada caracteriza o feita caracteriza o que constitu em Tabela 23 Dados da caracteriza o 520 lt F gt 680 Sm Vx1 gt 200 mW Lo Sm sm 20 N o To sm uxiziss mw E Onde V representa voltagem I corrente e F frequ ncia Para a caracteriza o foram feitas dez leituras de cada grandeza para cada HDG em cada caudal Foram calculadas as m dias dos resultados obtidos e foram comparadas com s toler ncias as quais foi adicionada a incerteza calculada assim sendo os requisitos considerados passaram a ser Tabela 24 Toler ncias considerando agora o c lculo de Incertezas gt 145 0 00720 2416 mW 4 3 2 HDG Prot tipo O m todo seguido para o c lculo de incertezas associado a este HDG muito semelhante ao descrito na subsec o anterior Nesta situa o foi tamb m determinado a incerteza associada ao Sensor Hall e apresentado na Tabela 25 Tabela 26 Tabela 27 e Tabela 28 88 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabili
95. rganiza es criadas para o efeito compilem e editem tabelas de hist rico de diversos componentes indicando o tipo de material o tempo m dio entre avarias MTBF e a taxa de avarias Entre as organiza es que disponibilizam bancos de dados de Fiabilidade est por exemplo a OREDA Offshore Reability Databases 14 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Este tipo de dados uma ferramenta importante de suporte concep o de novos produtos e ainda uma forma de ampliar o banco de dados de Fiabilidade das empresas E no entanto necess rio fazer uma an lise cuidadosa com o objectivo de perceber se as condi es em que foram efectuados os testes n o mascaram os dados j existentes S a partir do momento que existe um hist rico organizado se pode partir para a an lise de um dado componente 2 2 An lise de Modos de Falhas e Efeitos A abordagem do tema An lise de Modos de Falha e Efeitos nesta fase do relat rio prende se com a necessidade de fazer uma explana o te rica sobre a ferramenta da qualidade focada na preven o Na an lise de NTC s de Contacto que veremos mais frente esta ferramenta deu mote a realiza o de uma an lise com vista a avaliar a implementa o de um novo processo de montagem destes componentes Do Ingl s FMEA Failure Mode and Effect Analysis e no portugu s AMFE An lise de Modos de Falha e Efeito
96. rias no campo A n vel pessoal este trabalho permitiu desenvolver conhecimentos relativamente a FMEA s ao C lculo de Incertezas e ainda a familiariza o com conceitos pr ticos de electricidade e electr nica como foi o exemplo da aprendizagem de programa o de um PLC LOGO indo mais al m do que era inicialmente previsto A oportunidade de ter realizado este projecto na BOSCH Termotecnologia divis o de uma das maiores multinacionais mundiais ter certamente repercuss es muito positivas para a carreira da autora uma vez que este trabalho fez uma ponte entre a vida acad mica e a vida profissional 95 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Bibliografia Documenta o e Fontes Consultadas Wheeler Donald J Understanding variation the key to managing Chaos SPS Press Knoxville Tennessee 1993 Guerra Franklin Inicia o fiabilidade industrial 3 Edi o 1977 Johnson Curtis D Controlo de Processos Tecnologia da Intrumenta o Funda o Caloustre Gulbenkian Lisboa 1990 D Oliveira Teresa Teses e disserta es Editora RH Lisboa 2002 Obras Citadas Accreditation E E o 1999 Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration AFNOR 1998 Norma X06 501 Didelet F 2003 Fiabilidade Instituto Polit cnico de Set bal Escola Superior de Tecnologia
97. rmotecnologia S A est organizada segundo os tr s seguintes organigramas Administra o FC MG SA Direc o Financeira Direc o T cnica Direc o de Vendas Organigrama 1 Divis o da Administra o Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Departamentos CVFSD Inform tica CTG Contabilidade EWH Desenvolvimento sd FCM Infraestruturas HRL Recursos Humanos LOG Log stica MOE1 Montagem MOE2 Fabrico de Componentese Solar PJM Gest o de Projectos U PUR Compras SEI Vendas Ib ricas STR Forma o T cnica Internacional SWH Gest o do Produto TEF T cnico e o Organigrama 2 Organiza o departamental com destaque para o departamento onde decorreu este projecto Outras Fun es CIP HSE BPS Bosch Production System rocesso de Melhoria Sa de Seguran a e Cont nua Ambiente Organigrama 3 Distribui o de outras fun es Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 1 1 1 1 Departamento da Qualidade Seguindo os 6 Princ pios da Qualidade BOSCH Figura 7 o departamento da Qualidade Concentra se na preven o dos defeitos desenvolvendo ferramentas para uma qualidade preventiva 6 Os nossos fomecedores contribu
98. roeerererereeererorerererororororerorororerererorerereree XIV Y INTRODUC O a AN ORSON RE 1 11 GRUPOBOSECH CERNE EEEE do EE EE E AET Apa Saara Dada sado Tua And no an add sad 1 1 1 1 BOSCH Termotecnologia em Portugal erre reeaaeerareraneraraeneenarenaeenaeeaneeaa 3 1 1 1 1 Departamento da Qlialidades ssa ras a a eia A E E Rana 8 1 2 FORMA O PROFISSIONAL 5 20 44 22002550 sicasast r E S DIO Sa ACABE PRE ON Santa E E read 10 13 PROJECTO inris keane a iai areas A S E Set nat iin des dado Cone E E Coto N 11 1 4 ORGANIZA O E TEMAS ABORDADOS e aee e e aa ee a a a a A E 12 2 CONTEXTUALIZA O isto ida E N E N N Sii 13 Ze ITN BIN D SEER AE A AE E T 13 2 2 AN LISE DE MODOS DE FALHAS E EFEITOS sssseseseeeeeseesesteeetststerestetertststerestetereststesesteterestsestsrerenesteses 15 2 3 C LCULO DE INCERTEZAS DE MEDI O sssssssnssessesseseeesesterossesresestesrssrerossesrtssessrstestentsstsresrentesereeneesre 18 3 APRESENTA O DE TESTES xiii ooo os ja 24 3 1 ESQUENTADORES E CALDEIRAS xciipsamesritniaecaremine rasa doada nine n der ida do nsa a O Ganhe ne TITANA 25 Sd Esquentadores st gresnisterbesiapenensos re stop ia E Eds Enio aaa Sob E E E A Oca SS USE no aa E SE Eea 25 3 12 Caldeiras ess siga E d GAR DESTE RD SESDEC Ls no 28 3 2 NTC s NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT ccc iii crercereeeerneereaaeenncereaneenneereaceennearaantena 30 3 2 1 Procedimento de Testes para NTC S rr erer rare eneaean
99. s poss vel observar tr s dos cinco HDG s montados A cada HDG foi ligada uma resist ncia de 2002 a carga em paralelo e uma cablagem de aquisi o conectada ao mult metro de aquisi o Keithley A montagem de aquisi o preparada para os HDG Prot tipo pode ser observada na imagem seguinte Nesta montagem apenas um HDG analisado de cada vez Os contactos da turbina geradora foram ligados ao Keithley em paralelo com uma carga confidencial e o circuito de alimenta o do sensor Hall ligado fonte de alimenta o ISOTECH Figura 36 a uma tens o de alimenta o de 3 Vdc com limita o de corrente o sinal em tens o e a corrente solicitada pelo sensor Hall fonte foram medidos pelo Keithley O sinal de feedback do sensor de Hall frequ ncia proporcional ao caudal que percorre o HDG foi tamb m adquirido pelo Keithley 55 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Figura 35 Montagem de aquisi o para o HDG com Sensor Hall Figura 36 Fonte de alimenta o utilizada no HDG s prot tipo Ap s a caracteriza o os HDG s j inclu dos na produ o de esquentadores foram sujeitos a um teste de stress t rmico ou seja os HDG s foram sujeitos a ciclos alternados de gua quente aproximadamente 60 C e gua a 9 C durante 7 dias o equivalente a 20000 ciclos No final deste teste foram novamente caracterizados para verifica
100. se de Modos de Falha e Efeitos GUM Guia para a Express o da Incerteza na Medi o HDG Hidrogerador TOS Instituto de Soldadura e Qualidde ISO Organiza o Internacional de Normaliza o MOS Material Order Specification NTC Negative Temperature Coefficient OIML Organiza o Internacional de Metrologia Legal OREDA Offshore Reability Database PCB Printed Circuit Board PPM Partes por milh o xiv Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes QMM Quality Management amp Methods Vac Voltagem em corrente alternada Vdc Voltagem em corrente cont nua XV Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes 1 Introdu o Nos dias que correm tendo em conta a concorr ncia e as press es de mercado todos os factores s o decisivos para a conquista de poder de mercado A qualidade um factor de excel ncia que marca a diferen a na competitividade do mercado global em que se vive nos dias de hoje Sendo a BOSCH Termotecnologia detentora do Know how no que respeita a equipamentos a g s de aquecimento de guas esta demonstra uma grande preocupa o em procurar aumentar sempre o n vel de excel ncia que os produtos com ins gnia BOSCH conquistaram O presente trabalho est focalizado no tema da qualidade e principalmente na implementa o e realiza
101. se ocorreram desvios superiores a 0 5 Ohm mult metro Fluke 189 5 An lise funcional verificar se os AGUSs j testados no prot tipo t m temperatura de abertura dentro de toler ncia em estufa 6 Realizar Teste de Stress a 2 AGUs de cada refer ncia submeter o AGU temperatura SET POINT do ferro pelo menos durante 3 horas e verificar depois se abre e fecha 7 Medir a resist ncia interna dos AGUs ap s os testes anteriores para verificar se resist ncia lt 8 mQ milionm metro Keithley 2750 8 Analisar ao microsc pio de reflex o poss veis danos nas amostras que foram sujeitas ao Teste de Stress Este teste foi concebido com o intuito de sujeitar AGU s a condi es extremas de funcionamento muit ssimo mais extremas do que as condi es de funcionamento do sensor num esquentador ou mesmo que as condi es de teste definidas pela MOS 3 4 HDG S Hidrogeradores Estudos desenvolvidos nos finais dos anos 90 levaram a que em 2000 a Vulcano fosse a pioneira na implementa o de hidrogeradores Erro A origem da refer ncia n o foi encontrada em equipamentos de aquecimento de guas sanit rias Este pequeno equipamento instalado no circuito de gua entre o autom tico de gua e c mara de combust o quando percorrido por um determinado caudal de gua gera energia suficiente para a igni o e funcionamento do aparelho Figura 27 Esquema de um hidrogerador 48 Defini o de Pr
102. se por um lado com a an lise do comportamento do componente para comprova o de fiabilidade e por outro lado da necessidade de dados fidedignos e com a maior precis o poss vel Para tal surgiu a necessidade de fazer uma an lise de c lculo de incertezas inerente ao sistema de leitura utilizado que possa ser utilizada no futuro sempre que se caracterizem HDG s Foi ainda 49 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes solicitado pelo departamento de desenvolvimento a colabora o na caracteriza o de HDG s em fase de desenvolvimento Assim sendo foram analisados dois tipos de HDG s Os primeiros trataram se de HDG s j comercializados Figura 29 que foram caracterizados e para os quais se obteve a incerteza associada Contacto de liga o a Turbina Electr nica Sentido do Fluxo de gua Figura 29 Hidrogerador comercializado O outro tipo de HDG analisado foi um prot tipo Figura 30 que para al m da turbina geradora de potencial el ctrico possui um dispositivo o Sensor Hall capaz de fazer a leitura de caudal que percorre o componente O c lculo de incertezas tamb m foi desenvolvido para este prot tipo e associada a caracteriza o realizada Tubina Sensor Hall Contacto de liga o do Sensor Hall a Electr nica Contacto de liga o da Twbina a Electr nica e Sentido do Fluxo de gua Figura 30 Hidrogerador com Sens
103. sesesesesesssssesssesesesesesesesesesesesesesesesese 17 Tabela 3 Coeficiente T student factor K Tabela retirada da p gina Controlo Metrol gico e estat stico An lise de Incerteza http mea pucminas br palma metrolapostincert pdf em 12 de Maio de 2008 21 Tabela 4 Tabela Padr o para NTC s de Contacto Tabela retirada da MOS de NTC s de Contacio EEEE EE T E TEE E Rui Cad E ars comuns E do ines segundas N 34 Tabela 5 Caracterer sticas a analisar nos HDG s comercializados Excerto da Tabela retirada da MOS de Hirogeradores sussa seananaie soteesimsiaca avisa tes Moudbassadalaieo tina aaa adidas ua quana iva tesuda 52 Tabela 6 Caracter sticas a analisar nos HDG s comercializados Excerto da Tabela retirada da MOS de Hidrogeradores Prot tipo esses asocairsicas Ni guediiri dasedza Do saa da Si IaaiaaSaeaa ea da SEDACI DURA RE 53 Tabela 7 Tabela do procedimento sesuido ss ua issraessa queaanada FEneaa Ta sRadi ais ada sa Da CAUdngReaSM a a ieda Sta 58 Tabela 8 Descri o do teste efectuado as Tampas da V lvula de G s 71 Tabela 9 Resumo de resultados dos NTC s de Contacto 75 Tabela 10 Planeamento do teste em dias e em n mero de ciclos sseseseeeeeeeseeeereeerrererrerses 78 Tabela 11 Tabela padr o do comportamento dos AGU s de Imers o Tabela retirada da MOS neENTO sneCoOnCio pai inner da Rd Sc Sd 19 Tabela 12 Resultados d
104. spositivos de seguran a implementados nos t rmodom sticos BOSCH 44 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Revestimento do term stato bimet lico Contactos de liga o a Electr nica a b Figura 25 a Desenho de AGU b AGU Consoante a pot ncia do esquentador a temperatura de corte a considerar varia pelo que o AGU a aplicar vai variar com o tipo de esquentador No caso particular dos AGU s estes s o normalmente fechados ou seja permitem a passagem de sinal Sempre que a temperatura na chamin de escape de gases queimados atinge determinada temperatura o contacto do AGU abre e deixa de passar corrente para a electr nica do esquentador Esta situa o indicativa de que existe um bloqueio que impede o escape dos gases Para garantir a seguran a dos utilizadores evitando a contamina o do ar com mon xido de carbono sempre que a electr nica recebe a informa o que o contacto do AGU est aberto a v lvula de g s fechada o esquentador desliga se sendo necess rio v rios minutos para que mesmo com a gua aberta o esquentador reinicie o funcionamento Sendo o mon xido de carbono um g s letal e o AGU o componente respons vel indirecto pela sua detec o de extrema import ncia estes componentes serem testados de forma eficiente ap s a sua montagem no esquentador A an lise realizada a este component
105. st tico nesta tabela tamb m s o apresentados os valores de temperatura lidos para cada momento com o aux lio de um termopar calibrado 80 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 13 Resultados da caracteriza o interm dios dos NTC s de Imers o 96 2454 Sim eum nam sim 10 1 Sim 10 0 Sim 9 2 Sim 10 3 Sim Sim 10 3 Sim Do 90 298 sm mo a sm Lo 98 1 240 1 sm mt 1 Me To sim Do 9 o om Mais uma vez os valores de resist ncia para as temperaturas indicadas foram interpolados da tabela padr o e os resultados obtidos apresentavam se dentro das toler ncias estabelecidas com a excep o de uma resist ncia lida temperatura de aproximadamente 84 C Na ltima a an lise a realizar a estes NTC s espera se que se mantenham os mesmos resultados positivos obtidos at a fase interm dia da an lise 4 2 AGU s Term stato Bimet lico Para inferir quanto a possibilidade do teste de linha ser alterado foram analisados um total de 30 sensores tendo sido seleccionados amostras de 5 sensores de cada refer ncia utilizada pela BOSCH Cada refer ncia varia em valor nominal de temperatura de abertura do sensor Na tabela que se segue apresentado um resumo dos resultados obtidos para cada amostra de cada temperatura nominal 81 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabili
106. talmente pr tico descrevem se alguns componentes importantes de esquentadores e caldeiras poss veis modos de an lise e as consequ ncias dos resultados obtidos dando particular aten o an lise de tr s componentes NTC s Negative Temperature Coefficient AGU Sensores Termost ticos Bimet licos e HDG s Hidrogeradores Para al m dos componentes testados s o abordados alguns conceitos da Fiabilidade com o intuito de sustentar a import ncia dos testes realizados An lise de Modos de Falha e Efeito uma vez que esta ferramenta da qualidade serviu de mote para a realiza o de testes a NTC s E por fim o C lculo de Incertezas com o objectivo de garantir a maior credibilidade na an lise de HDG s Com este trabalho pretende se dar a conhecer um pouco do que foram as experi ncias vividas ao longo do tempo em que decorreu o Projecto em Ambiente Industrial e os principais resultados obtidos Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Abstract This work corresponds to the final stage of the Master Degree in Mechanical Engineer of Faculdade of Engenharia of Universidade of Porto in witch the Final Project Dissertation last year subject opened the possibility to develop a work with a more empirical character in an industrial environment During almost 4 months and a half between 18th February of 2008 and 4th of July of 2008 in the company BOSCH
107. tar o funcionamento para aquecimento central No caso das caldeiras esta possuem dois circuitos de gua diferentes o de aquecimento de guas sanit rias e o de aquecimento central que independente e fechado O funcionamento do aquecimento central come a com a regula o do bot o Aquecimento Central AC para uma determinada temperatura A gua percorre o permutador de calor impulsionada pela bomba A electr nica faz a igni o fa sca do el ctrodo de igni o e abre a v lvula de g s Detectada a ioniza o a electr nica modula abre mais ou menos a v lvula de g s conforme a temperatura de gua pretendida A gua quente percorre o circuito de aquecimento central Na Figura 11 observa se um painel de frontal onde s o indicados os diferentes bot es de regula o da caldeira Indicador do n vel de press o Display Bot o ON OFF Bot o de Reset Bot o regulador da Bot o regulador da temperatura do temperatura de Aguas Aquecimento Central AC Quentes Sanit ria AS Figura 11 Painel frontal de uma Caldeira 28 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes O funcionamento das guas quentes sanit rias in cia sempre que aberta uma torneira de gua quente em qualquer parte da casa Sempre que isto acontece o detector de fluxo fluxostato fecha o contacto el ctrico dando sinal electr nica para accionar a v lv
108. tato Caixa de leds de indica o do estado do pressostato Quando o contacto fecha o led acende Figura 47 Montagem de teste dos Pressostatos RIQ l press o atmosf rica gt press o press o atmosf rica lt press o do ventilador ventilador OFF do ventilador ventilador ON pressostato no estado aberto pressostato no estado fechado gt 10 MQ 0 10 20 sec R Q resist ncia entre contactos el ctricos pressostato Gr fico 8 Descri o do ciclo de actua o dos Pressostatos 67 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Ap s serem completados 250000 ciclos o correspondente a 15 anos de vida eles s o caracterizados novamente de forma id ntica inicial com o objectivo de verificar se as suas caracter sticas se mant m dentro da toler ncia definida pela MOS 3 5 4 Microswitches Os Microswitches Figura 48 e Figura 49 s o dispositivos destinados a detec o de fluxo ou seja no caso da aplica o em esquentadores e caldeiras eles detectam a passagem ou n o de gua Sendo um dispositivo do tipo normalmente fechado este accionado pela passagem de gua que empurra o mbolo fazendo actuar um micro interruptor Embolo Posi o de contacto aberto Posi o de contacto fechado N o h passagem de gua H passagem de gua Figura 48 Esquema do Microswtich Contactos de liga o Ele
109. tes com o intuito de adapta o ao laborat rio de Fiabilidade aproveitando tamb m para conhecer um pouco mais sobre a realidade de um laborat rio de ensaio na ind stria e familiarizar se com rotinas de teste Paralelamente foi poss vel desenvolver conhecimentos sobre o produto e os seus componentes Esta sec o est subdividida em tr s partes Numa primeira parte feita uma breve descri o do funcionamento de esquentadores e de caldeiras que servir de apoio explica o da fun o de cada componente Numa segunda parte v o ser descritos os principais componentes analisados a que testes foram submetidos as necessidades da realiza o de um estudo sobre o componente e as expectativas dos resultados a obter Este subcap tulo focaliza os testes de NTC s Negative Temperature Coefficient AGU Term statos bimet licos e HDG s Hidrogeradores No cap tulo 4 do presente trabalho ser feita a apresenta o e an lise dos resultados obtidos para os componentes que s o descritos neste subcap tulo Por ltimo apresentado um resumo dos testes realizados em paralelo aos descritos na subsec o anterior imagem do subcap tulo anterior tamb m ser feita uma descri o dos componentes envolvidos No entanto os resultados destes testes n o ser o objecto de estudo para este trabalho visto terem sido realizados em fun o da lista de trabalhos do laborat rio n o tendo sido objecto de estudo para este tr
110. testes executados pelo Departamento da Qualidade a Teste a esquentadores b Teste a autom ticos de gua c Dipositivo de teste de caixas electr nicas Imagem retirada da Departamento da Qualidade apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH 1 2 Forma o Profissional Durante os meses de projecto decorridos na BOSCH Termotecnologia foi poss vel participar em quatro ac es de forma o tr s delas organizadas pela BOSCH e uma delas pela empresa de F Fonseca em Aveiro empresa especializada na comercializa o de equipamentos el ctricos e de automa o Na Tabela l feita uma breve descri o das forma es realizadas 10 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Tabela 1 Tabela descritiva da forma o profissional Apresenta o desta ferramenta da qualidade e PDCA Plan Do Check and Act explana o detalhada de cada uma das etapas que a constitui Apresenta o da ferramenta da qualidade 8 D aplica es e etapas Exercicio pr tico para a aplica o de conhecimentos Esta forma o realiza se em sala projectada especialmente para esta foma o S o apresentados os conceitos de BOSCH Production System Poka Yoke TPM Total Preventive Manufacturing QCO Quick Change Over e 5S Para cada conceito foram realizados exerc cios interativos 16 horas distribuidas por 4 BOSCH Production System dd dedo
111. ula de tr s vias fazendo com que a gua do aquecimento central seja desviada para o permutador secund rio A electr nica faz a igni o abre a v lvula de g s e detecta a ioniza o O d bito de g s modulado conforme a temperatura escolhida no bot o AS bot o de regula o da temperatura das guas quentes sanit rias A gua do sistema de guas quentes sanit rias aquecida por efeito Joule Transfer ncia de calor atrav s do calor da gua do sistema aquecimento central no permutador secund rio A figura a que se segue um exemplo esquem tico de uma caldeira que pode ser melhor compreendido atrav s da figura b que consiste numa foto deste equipamento Nesta ilustra o pretende se evidenciar a as entradas e sa das dos circuitos de guas Quentes Sanit rias e de Aquecimento Central assim como os principais componentes de uma caldeira Pressostato y Ventilador Sensor de Ioniza o El ctrodo de Igni o Permutador de Calor Bomba de Agua l Motor d accionamento da Valvula de Tr s Vias Valvula de Gas Placa Electr nica Permutador Secundano Fluxostato Ciscuito de Agsas Quentes Sasaris Central a Figura 12 Esquem tico da caldeira a Caldeira b 29 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Para al m das caracter sticas enunciadas anteriormente tanto os esquentadores
112. ustentada por m todos estat sticos surge da necessidade de avaliar o comportamento de um dado componente em fun o do tempo Define se ent o Fiabilidade como a capacidade de um bem desempenhar a sua fun o espec fica em condi es definidas e por um per odo de tempo determinado Didelet 2003 A Fiabilidade pretende ir mais al m do que apenas a an lise da funcionalidade de equipamentos pretende avaliar os modos de falha e determinar o per odo de funcionamento que um dado bem executa as suas fun es em pleno A fiabilidade dos componentes e dos equipamentos de import ncia vital para a defini o de pol ticas de Manuten o de Seguran a e de Qualidade Didelet 2003 Com o objectivo de minimizar custos de avarias e reduzir os riscos de falha que ponham em causa a seguran a das pessoas surge a necessidade de inferir quanto Fiabilidade dos componentes atrav s da an lise do comportamento do componente como uma fun o do tempo de funcionamento sem falha Sempre associada a qualidade uma vez que n o se pode esperar Fiabilidade sem que tenha havido qualidade na concep o e fabrico este conceito aparece como a qualidade no tempo AFNOR 1998 ou seja o tempo de vida til dos produtos AFNOR 1998 13 Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes No in cio dos anos 50 W Weibull desenvolve a fun o universal d
113. va o e Lideran a para um mundo de conforto apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH BOSCH eum leblanc Po ui FasTO vuicano ZEUS LANORCESTER Nethar ELA Rad WORTEN VJUNKERS simat AquaStar 7 GuatioX Burma gt i ARISTON Figura 3 Marcas de Esquentadores e Caldeiras comercializadas pela BOSCH Imagem retirada Vulcano Termodom sticos SA Inova o e Lideran a para um mundo de conforto apenas dispon vel no site de acesso exclusivo a colaboradores BOSCH Defini o de Procedimentos de Teste e Meios de An lise e Valida o da Fiabilidade de Componentes Para al m da divis o Termot cnica o grupo BOSCH opera em outras reas tais como tecnologia autom vel de automa o metal rgica de embalagem ferramentas el ctricas electrodom sticos sistemas de seguran a e redes de banda larga Em Portugal existem 6 empresas do Grupo BOSCH todas elas detidas a 100 pelo grupo sendo elas e BOSCH Termotecnologia S A em Cacia e Blaupunkt Auto R dio Portuguesa Lda em Braga e Robert BOSCH Unipessoal Lda Sociedade de distribui o comercial em Lisboa e Robert BOSCH Trav es Unipessoal Lda em Abrantes e Motormeter Portuguesa Lda em Vila Real e Robert BOSCH Security Systems em Ovar de referir ainda a participa o da BOSCH juntamente com a Siemens na BSHP Electrodom sticos sociedade na qual ambos os grupos det m cotas iguais 1 1 1

Definição de Procedimentos de Teste e Meios para Análise e

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